SlideShare a Scribd company logo

PPT KIMIA Bab 1 sampai 6, institut pertanian Bogor

•
•
I
IndriNurCahyaniPutri

materi perkuliahan

Education
1 of 163
Download to read offline
KIM1100 Semester 2-2023/2024 KIMIA UMUM PROGRAM PENDIDIKAN KOMPENTENSI UMUM Departemen Kimia FMIPA IPB Inovasi Kimia di Dunia
Kimia-Chemistry-Chemie-‫كيمياء‬-化学 Ilmu yang mempelajari tentang zat dan materi seperti sifat, struktur dan komposisi, interaksi antar zat yang berbeda beserta perubahannya termasuk energi yang menyertainya. Nilon Plastik Obat Sel Surya Kimia sebagai Ibu ilmu-ilmu yang lain
Ciri Perubahan Kimiawi Larutan asam asetat (CH3COOH) direaksikan dengan natrium hidrogen karbonat (NaHCO3) akan menghasilkan gas karbon dioksida (CO2) (Pembentukan gas) Larutan natrium sulfida (Na2S) dicampurkan dengan kadmium nitrat (Cd(NO3)2 akan menghasilkan suatu padatan berwarna kuning (Pembentukan endapan) Logam aluminum (Al) dicampurkan dengan besi (III) oksida (Fe2O3) pada wadah keramik atau tembikar akan menghasilkan panas dan cahaya terang (Pelepasan energi atau cahaya atau bau) Penambahan asam klorida (HCl) yang berwarna bening ke larutan merah kobalt nitrat (Cd(NO3)2 akan menghasilkan perubahan dari merah menjadi larutan warna biru (Perubahan warna)
Kimia dari Masa ke Masa: Teknologi Zaman Mesir ◼ Kosmetik digunakan pada bagian mata wanita Mesir disebut Kohl merupakan campuran dari galena (PbS) dan antimon sulfide (Sb2S3). Industri kaca sudah ada dengan bahan dasarnya adalah Na2CO3, SiO2 dan CaO (terbuat dari CaCO3 yang dibakar). Campuran tersebut dipanaskan hingga 1000oC. ◼ Gambar dan warna yang masih utuh sering ditemukan pada peti mati raja-raja Mesir seperti warna biru. Warna biru mesir (Egyptian blue) merupakan pewarna sintetik anorganik yang pertama di dunia yang dibuat dari reaksi Cu2CO3(OH)2, SiO2 dan CaCO3 pada suhu 800-1000oC sehingga terbentuk senyawa calcium copper silicate (CaCuSi4O10 atau CaO.CuO.4SiO4). Warna biru mesir sekarang digunakan untuk forensic sidik jari yaitu mempertajam fluoresen ketika diradiasi oleh sinar infra merah. ◼ Pisau Firaun (Tutankhamun) ditemukan di peti mumi, dan tidak berkarat atau rusak setelah terkubur selama 3300 tahun. Terbuat dari bahan besi meteor yang kandungan nikelnya tinggi. Penambahan logam nikel 8% atau kromium 11% akan membuat alloi yang kuat dan tahan tidak berkarat yang disebut stainless steel
Kimia dari Masa ke Masa: Kembang Api dari China
Invensi Kimia 100 Tahun: Sintesis Ammonia Siklus Nitrogen di Alam Fotosintesis Tanaman Pupuk Kandang
Sumber-sumber nitrogen sebelum Proses Haber-Bosch ditemukan Pupuk Kandang, Guano (kotoran burung padat yang terakumulasi di pulau subtropis/tropis) Chilean Nitrate (natrium nitrat) mineral yang ditambang di Chili dan Peru Produk sampingan di industri berat: amonium sulfat • Gas dari kokas diproduksi terutama di industri baja • Dihasilkan dengan mereaksikan ammonia dengan asam belerang Proses Fiksasi Nitrogen: • Proses Electric Arc (1901- Niagara Falls) Menggunakan arus listrik untuk mengkombinasikan gas nitrogen dan oksigen di udara untuk membentuk nitrat oksida (NO). NO diubah menjadi asam nitrat, lalu diubah menjadi kalsium nitrat atau natrium nitrat • Proses Sianamida (1907-Italia) Batu kapur dibakar untuk membentuk kalsium oksida; digabungkan dengan kokas dalam tanur listrik menghasilkan kalsium karbida. Kalsium karbida (CaC2) direaksikan dengan N pada temperatur tinggi untuk membentuk kalsium sianamida (CaCN2). Kalsium sianamida (CaCN2) dijadikan produk seperti amonia; amonium fosfat; asam nitrat; amonium nitrat Invensi Kimia 100 Tahun: Sintesis Ammonia
Berbagai Senyawa Turunan dari Gas Ammonia Invensi Kimia 100 Tahun: Sintesis Ammonia
Invensi Kimia 100 Tahun: Sintesis Ammonia Trend pertumbuhan populasi manusia dengan penggunaan ammonia di abad 20 Tahun 1934 Tahun 1913 Sumber Ammonia Pre dan Post Haber-Bosch
Ketahanan Pangan Bangsa Indonesia
◼ Antibiotik adalah senyawa kimia yang memiliki kemampuan dalam menghambat pertumbuhan, menghancurkan atau mematikan mikroorganisme dengan menggunakan konsentrasi rendah. ◼ Penicillin ditemukan secara tidak sengaja oleh Alexander Fleming pada 1928 ketika biakan bakteri staphylococcus di cawan petrinya terkontaminasi oleh jamur Penicillium. Senyawa antibakteri tersebut selanjutnya disebut penicillin. ◼ Penelitian tentang penicillin oleh Fleming mengalami stagnan karena kesulitan dalam mendapatkan senyawaan antibakteri tersebut dalam jumlah besar dari jamur untuk diberikan kepada pasien. ◼ Tahun 1938 Penelitian dilanjutkan oleh grup peneliti di Oxford University, Howard Florey dan Ernst Chain dan ditemukan berbagai jenis senyawa penicillin yaitu penicillin F, G, K, O,V dan X. Ahli jamur, Norman Heatley dilibatkan untuk produksi skala besar Invensi Kimia 100 Tahun: Antibiotik Penicillin
Cerita Sukses Produksi Penicillin Secara Masal Florey mencari perusahaan farmasi di Amerika Serikat untuk mengembangkan produksi masal namun perusahaan kurang tertarik Amerika Serikat terlibat Perang Dunia ke 2 setelah pasukan Kekaisaran Jepang menyerang Pearl Harbor Pemerintah Amerika Serikat memberikan dana sebesar $ 80 juta kepada 4 perusahaan untuk mengembangkan produksi masal Produksi masal dimulai, penggunaan pertama penicillin oleh tentara Inggris di Afrika Utara Produksi penicillin mampu memasok kebutuhan pengobatan bagi tentara sekutu di D-Day (Penyerbuan di Pantai Normandia) Tentara Amerika Serikat telah menggunakan 2 juta dosis penicillin tiap bulannya Penicillin diproduksi untuk masyarakat umum ◼ Juni 1941 ◼ Des 1941 ◼ 1942 ◼ 1943 ◼ Juni 1944 ◼ 1945 ◼ Post PD2
Struktur Kimia dan Antibiotik Turunan dari Penicillin The Nobel Prize in Chemistry 1964 ◼ Struktur kimia penicillin ditemukan oleh Dorothy Crowfoot Hodgkin pada tahun 1945 yaitu terdiri dari cincin -lactam yang berikatan dengan cincin tiazolidin . ◼ Hodgkin mendapat hadiah Nobel Kimia tahun 1964 atas penggunaan teknik kristalografi sinar X-ray untuk penentuan struktur molekul biokimia seperti vitamin B-12 dan insulin ◼ Antibiotik turunan dari penicillin dapat disintesis secara biosintesis dan semi- sintesis yaitu mengubah gugus R dengan molekul yang diinginkan. Penicillin sebagai molekul awal dihasilkan dari jamur penicillium chrysogenum
Bahaya Resistensi Terhadap Antibiotik Antibiotics Growth Promoters (AGP) di Industri Peternakan
Era-Nanomaterial Aircraft-Aerospace Information Technology Environment National Security-Defense Advance Materials Transportation Energy Medicine-Health Nanomaterial merupakan material yang dimensi ukuran di bawah 100 nm. 1 nm = 109Angstrom atau 10-9 meter. Ukuran 1 nm kurang lebih ukuran 10 atom hydrogen atau 30 atom logam atau 1 molekul gula. Virus corona memiliki ukuran sekitar 100 nm, bakteri berukuran 1000 nm.
TV dan Monitor PC Tabung (CRT) TV B/W TV, Monitor PC, HP dan Smartphone (LCD) TV dan Monitor Era 2000 - sekarang Era 1950-2000 Batere Litium dan Liquid Crystal Display
Batere dari masa ke masa: Energy Storage
Batere dari masa ke masa: Energy Storage Mobil listrik-Tesla Penyimpan listrik di PLT Angin Laptop semakin tipis dan ringan Batere litium mudah meledak (sebelum th 90) Post th 90
Batere Litium: Hadiah Nobel 2019 Era 70- Whittingham menemukan cara untuk memanfaatkan energi potensial dalam litium, sbg sumber tenaga alternatif Era 80- Goodenough memakai senyawa logam yang berbeda dan menggandakan energi potensialnya menjadi empat volt. Pada tahun 1985, Yoshino menggunakan bahan berbasis karbon yang menyimpan ion litium, yang akhirnya membuat baterai tersebut layak dan aman secara komersial di era 90-. Puncak dari penelitian ketiga peneliti yang menghasilkan baterai paling kuat, ringan, dan dapat diisi ulang yang pernah ada di dunia.
◼ CRT menggunakan elektron yang ditembakkan ke layar sehingga mengenai senyawa fosforesen dan timbul suatu warna menjadi suatu gambar. ◼ LCD memiliki sumber cahaya putih yang konstan intensitasnya di bagian belakang dan molekul organik cair yang memiliki fungsi sebagai “tirai atau jendela” diantara dua filter kaca atau plastik polarized yang berbeda sudutnya. Intensitas warna putih dapat diatur dengan mengubah sudut molekul organik tersebut pada dua elektrode akibat pengaturan tegangannya. Filter warna adalah RGB (red, green, blue) sebagai warna dasar. Cathode Ray Tube (CRT) vs Liquid Crystal Display (LCD)
Monitor LCD dapat dibuat karena memenuhi empat hal berikut ini: ◼ Cahaya bisa dipolarisasikan atau diubah sudutnya ◼ Molekul liquid crystal dapat meneruskan dan mengubah sudut cahaya ◼ Orientasi struktur molekul liquid crystal dapat diubah karena arus listrik ◼ Adanya material dari plastik atau gelas yang dapat menghantarkan listrik Liquid Crystal Display (LCD) Film ITO (Indium Tin Oxide)  Sudut Meneruskan cahaya  Efek dua filter yang diubah sudutnya
Fase Padat Ada orientasi dan keteraturan Fase Cair: Tidak ada orientasi atau keteraturan Fase Nematic: ada orientasi, dan tidak ada keteraturan Fase Smectic: ada orientasi dengan keteraturan Liquid Crystal Kristal cair merupakan material yang memiliki fase di antara fase padat dan cair sehingga memiliki kedua fase tersebut secara bersamaan. Kristal cair lebih cenderung dekat dengan fase cair karena sensitive terhadap temperatur Fase nematik ("seperti benang"), molekul-molekulnya memiliki orientasi ke arah yang sama tetapi bebas melayang secara acak, seperti dalam cairan biasa. Karena polaritasnya, kesejajaran molekul seperti batang dapat dikontrol dengan mengatur medan listrik. Fase smektik ("seperti sabun"), molekul disusun berlapis-lapis, dengan sumbu molekul yang panjang kira-kira tegak lurus dengan bidang laminar. Setiap lapisan dapat saling tergelincir dengan cara yang mirip dengan yang diamati pada grafit. Smectit Nematic
Pixel: Picture Element Kombinasi warna Warna Red Green Blue (RGB) 4-siano-4'-pentilbifenil (C18H19N) atau nama dagannya 5CB. Disintesis oleh George William Gray, Ken Harrison dan J.A Nash (University of Hull) di tahun 1972. Panjang sekitar 2 nm, fase transisi dari fase kristal ke fase nematic pada suhu 24oC, dan menjadi fase isotropik pada suhu 35oC
Metode Ilmiah adalah suatu pendekatan sistematik untuk melakukan penelitian. Hipotesis merupakan suatu penjelasan yang bersifat tentatif untuk sekelompok hasil pengamatan. Hukum adalah suatu pernyataan matematis atau pernyataan verbal yang ringkas tentang hubungan antar fenomena- fenomena yang selalu sama dalam keadaan yang sama. METODE ILMIAH ◼ Pengamatan ◼ Muncul pertanyaan dan pengumpulan informasi awal ◼ Hipotesis ◼ Penelitian atau percobaan ◼ Analisis data ◼ Kesimpulan ◼ Pelaporan atau penulisan ilmiah ◼ Jika tidak sesuai dengan hipotesa, ulangi lagi ke tahapan hipotesa
Alexander Fleming (1881-1955) Pembuktian dengan Metode Ilmiah Penemuan Penicillin ◼ Penicillin ditemukan secara tidak sengaja oleh Alexander Fleming pada 1928 ◼ Biakan bakteri staphylococcus terkontaminasi oleh jamur penicillium ◼ Menggunakan metode ilmiah untuk memastikan penemuan penicillin Waduh… kok bakterinya pada mati ya #%??! ✓ Melakukan pengecekan untuk melihat jamur apa yang tumbuh di cawan Petri. Tahapan Pengumpulan informasi Awal dan Pertanyaan Jika akan dilakukan percobaan, apa yang harus digunakan? ✓ Fleming menduga kalau jamur yang tumbuh di cawan Petri bisa mematikan bakteri Jika saya oleskan penicillium pada biakan bakteri, maka bakteri akan mati Tahapan Hipotesis Tahapan Pengamatan Apakah jamur menyebabkan bakterinya mati? ✓ Biakan bakteri Staphylococcus terkontaminasi oleh jamur Penicillium, dan teramati bakteri mati di sekitar jamur tersebut Penicillium notatum pada jeruk
Dibuat biakan bakteri yang tanpa pengolesan jamur sebagai pembanding Pembuktian dengan Metode Ilmiah Penemuan Penicillin Tahapan Percobaan dan Analisis ✓ Fleming mengoleskan jamur pada biakan bakteri, dan dilakukan pengamatan apakah ada bakteri yang mati Disimpulkan bahwa Jamur Penicillium menyebabkan bakteri mati Tahapan Kesimpulan ✓ Fleming dapat membuktikan bahwa jamur Penicillium menyebabkan biakan bakteri mati Tahapan Report, Publikasi Ilmiah. Pertemuan Ilmiah dan Hak Kekayaan Intelektual
Penggolongan Materi ◼ Material penyusun segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang disebut materi. ◼ Berikut cara mengklasifikasikan materi:
◼ Materi diklasifikasikan menurut komposisinya. • Zat murni memiliki komposisi tetap atau pasti. • Campuran mengandung dua atau lebih zat berbeda yang secara fisik dicampur tetapi tidak digabungkan secara kimiawi Materi: Zat Murni atau Campuran ◼ Zat murni dapat diklasifikasikan sebagai • Materi yang memiliki komposisi tetap atau pasti • Unsur yang tersusun dari satu jenis atom seperti Cu, Pb, Al. • Senyawa yang tersusun dari dua atau lebih unsur yang digabungkan dengan perbandingan yanga sama Kaleng minuman tersusun banyak unsur aluminum Logam Cu tersusun atom-atom Cu Hidrogen peroksida
◼ Garam dapur merupakan senyawa yang mengandung unsur natrium dan klorida ◼ Peguraian garam dapur, NaCl, akan menghasilkan unsur natrium dan klorida Pemisahan Unsur Pada Senyawa
Pemisahan campuran dengan filtrasi Campuran Homogen dan Heterogen ◼ Campuran adalah suatu materi yang terdiri dari: ✓Dua atau lebih zat yang secara fisik dicampur tetapi tidak digabungkan secara kimiawi. ✓Dua atau lebih zat dalam proporsi berbeda. ✓Zat yang dapat dipisahkan dengan metode fisik. • Campuran homogen memiliki komposis yang seragam dan tercampur seluruhnya sehingga tidak dapat dilihat ada bagian yang berbeda • Campuran heterogen memiliki komposisi yang bervariasi dengan bagian yang tercampur telihat perbedaannya. Gas untuk scuba diving merupakan campuran yang homogen dengan isinya : • nitrox (oxygen and nitrogen gases) • heliox (oxygen and helium gases) • trimix (oxygen, helium, and nitrogen gases) Campuran nitrox pada tanki scuba
Penggolongan Materi dan Pengukuran • Zat diidentifikasi dari sifat-sifatnya dan dari susunannya • Sifat Fisika : diukur dan diamati tanpa mengubah susunan atau identitas suatu zat (warna, titik leleh, titik didih, kerapatan) • Sifat Kimia : diamati dengan melakukan perubahan kimia (gas hidrogen terbakar dalam gas oksigen menghasilkan air) • Sifat yang dapat diukur terbagi dalam dua golongan: • Sifat ekstensif : bergantung pada seberapa banyak materi yang diukur ( massa, panjang, volume) • Sifat intensif : Suhu, kerapatan, titik leleh, titik didih
Penggolongan Materi dan Pengukuran
Haber Process https://www.youtube.com/watch?v=NWhZ77Qm5y4 Penicillin https://www.youtube.com/watch?v=JZt1MiygQHY LCD https://www.youtube.com/watch?v=VamqtyatBss Penipisan ozon https://www.youtube.com/watch?v=5BM4wXCP3Vc Video dari Youtube
ATOM UNTUK PERDAMAIAN KIMIA UMUM TEACHING LABORATORY KIMIA PROGRAM PENDIDIKAN KOMPETENSI UMUM DEPARTEMEN KIMIA 2021
Capaian Pembelajaran Mampu menjelaskan 1. Konsep dasar teori struktur atom dan partikel penyusun atom 2. Bentuk radiasi dan reaksi inti 3. Aplikasi radioaktif pada bidang pertanian, kesehatan, forensik, dan bisnis energi nuklir 4. Bencana nuklir
TEORI STRUKTUR ATOM RADIASI DAN REAKSI INTI APLIKASI RADIOAKTIF BENCANA NUKLIR
Teori Struktur Atom • Democritus (400 B.C) • “atomos” = tidak dapat dibagi → “atom” = unit terkecil dari suatu materi • Seluruh materi tersusun dari atom yang sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat • Atom padat sempurna, tidak memiliki struktur internal, dan terdapat ruang kosong antar atom • Setiap atom dari zat yang berbeda memiliki ukuran, berat, dan bentuk yang berbeda • John Dalton (1800) • Model “Bola Pejal” • Seluruh materi tersusun dari partikel kecil yang disebut atom • Atom tidak dapat dihancurkan dan tidak dapat diubah • Unsur dicirikan oleh berat atomnya • Ketika unsur-unsur bereaksi, atom-atomnya bergabung membentuk senyawa yang baru
• J.J Thomson (1890) • Elektron ditemukan melalui percobaan “Tabung Berkas Sinar Katode” • Berkas sinar bergerak dari katode menuju anode, melewati kumparan pembelok berkutub positif-negatif • Sinar dibelokkan menjauhi kutub negatif → sinar bermuatan negatif yang disebut “corpuscles” → “elektron” • Elektron memiliki bobot 2000x lebih ringan dari atom hidrogen dengan rasio muatan/massa (e/m) = • 1,76 x 108 C/g • Model “Puding Kismis” • Bola pejal bermuatan positif (puding) • Elektron bermuatan negatif terdispersi di seluruh bagian bola (kismis) • Kelemahan: Thompson tidak meprediksi adanya pergerakan elektron Penemuan Elektron Thomson memenangkan Nobel tahun 1906 atas penemuan elektron Model Atom Thompson Percobaan “tetes minyak” oleh Robert Millikan: • Muatan elektron = -1,6 x 10-19 C • Massa elektron = 9,1 x 10-28 g Millikan memenangkan Nobel bidang Fisika tahun 1923 atas penemuan muatan elektron https://youtu.be/GzMh4q-2HjM https://youtu.be/nwnjYERS66U
• Ernest Rutherford (1910) • Melalui “Percobaan Lempeng Emas” partikel alfa yang bermuatan positif dari sumber radioaktif ditembakkan pada lempeng emas, pembelokkan partikel yang menembus lempeng emas dideteksi pada layar berfluorescent. • Sebagian besar partikel tidak dibelokkan, dan ada partikel yang dipantulkan • Rutherford menyimpulkan bahwa terdapat pusat positif pada lempeng emas → “nukelus” Penemuan Proton dan Inti Atom Model Atom Thompson • Model “Inti” • Inti atom bermuatan positif sebagai pusat atom (ukuran sangat kecil dibading ukuran atom) dan elektron berputar mengelilingi inti atom • Kelamahan: pergerakan elektron mengitari inti → elektron kehilangan energi → jatuh ke dalam inti → atom hancur https://youtu.be/1EdTw4I6L0U https://youtu.be/B-k_kMwB1zM Rutherford memenangkan Nobel Kimia tahun 1908
• Niels Bohr (1913) • Model atom Bohr yang dikenal dengan model “Planet” menyempurnakan model Inti Rutherford → model “Rutherford-Bohr” • Elektron bergerak mengelilingi inti (mengorbit) pada lintasan yang memiliki tingkat energi yang tetap dan terkuatisasi • Elektron dapat berpindah hanya pada orbit diskrit tertentu • Cahaya hanya diserap dan dipancarkan saat elektron loncat dari orbital stabil yang satu ke orbital stabil lainnya • Kelamahan: tidak sesuai untuk atom dengan nomor atom besar • Erwin Schrodinger (1920) • Model “Awan”, model yang digunakan hingga saat ini • Elektron tidak bergerak pada orbit yang pasti • Dengan menggunakan pendekatan “mekanika kuantum”, kemungkinan orbital di mana elektron berada dapat diprediksi, namun tidak dapat menentukan lokasi pastinya • Jenis orbital yang mungkin bergantung pada tingkat energi yang dijelaskan oleh Bohr
• James Chadwick (1932) • Penemuan inti atom pada model atom Rutherford dinilai belum lengkap → percobaan lebih lanjut menunjukkan massa inti rerata 2x dari jumlah proton • Percobaan Chadwick menunjukkan terdapat partikel lain yang memiliki massa setara dengan proton tapi tidak bermuatan → “neutron” • Semua inti atom memiliki neutron, kecuali hidrogen Penemuan Neutron https://youtu.be/hbd1fOKfReg Chadwick memenangkan Nobel Fisika tahun 1935 atas penemuan neutron INTI ATOM • Inti atom terdiri atas proton (muatan positif) dan neutron (netral) • Massa proton ≈ massa neutron, yaitu 2000 kali lebih besar dari massa elektron • Jumlah muatan positif inti atom sama dengan jumlah muatan negatif yang berasal dari elektron → muatan atom menjadi netral • Muatan listrik: a. 1 elektron: -1.60 x 10-19 C b. 1 proton: +1.60 x 10-19 C
• Jumlah neutron dalam inti dapat bervariasi • Menyebabkan adanya ISOTOP (unsur yang mengandung atom dengan nomor atom (jumlah proton) sama tetapi massanya berbeda Z A X (A) Nomor massa atom → jumlah proton dan neutron (Z) Nomor atom → jumlah proton = jumlah elektron pada atom netral NOMOR ATOM DAN NOMOR MASSA H 1 1 H (D) 2 1 H (T) 3 1 U 235 92 U 238 92
Radioaktivitas: Peluruhan Inti Atom Kecenderungan suatu unsur untuk melepaskan radiasi sebagai akibat dari perubahan yang terjadi pada inti atom Mengapa peluruhan inti terjadi ? Radiasi dan Reaksi Inti
• Tiga bentuk utama radiasi: - partikel α (dikenal juga 2 4 𝐻𝑒) - partikel β (berupa 𝛽− atau−1 0 𝑒(elektron) dan 𝛽+ atau +1 0 β (positron) - sinar γ Pada medan magnet α dan β dibelokkan ke arah berlawanan (muatan berbeda), γ tidak dibelokkan (tidak bermuatan) Perbedaan kekuatan penetrasi partikel α, β, γ
Inti yang kaya proton dapat meluruh dalam tiga bentuk, yaitu: a. Mengemisikan partikel α ( ), contoh: b. Mengemisikan positron ( ), contoh: c. Menangkap elektron ( ), contoh: Inti yang kaya neutron (miskin proton) tidak akan stabil sehingga akan meluruh membentuk proton dengan melepaskan elektron (partikel β-) Emisi sinar γ terjadi saat inti yang berada pada tingkat tereksitasi, meluruh ke tingkat yang lebih rendah • Bentuk peluruhan inti atom:
❖ Fenomena radioaktivitas umum yang terjadi di jagad raya (misal sinar kosmik, radioaktivitas dari mineral tanah) ❖ Pengaruh radiasi terhadap organisme bergantung pada dosis paparan ❖ Pada dosis paparan rendah, radiasi dapat meregenarasi bagian yang rusak ❖ Saat melebihi dosis paparan dengan waktu yang panjang, dapat menyebabkan sel mati atau kode genetiknya berubah (mutasi gen) • Dosis paparan radioaktif:
❖ Bahaya radiasi dinyatakan dalam satuan Roentgen Equivalent Man (REM) ❖ Dosis radiasi yang mematikan dimulai dari 500 REM (persentase kematian 50 % bila terpapar dalam waktu singkat) ❖ Radiasi dari sumber alami atau pengobatan biasanya kurang dari 1 REM (sering dinyatakan dalam milirem; 1/1000 REM)
• Radiasi di sekitar kita:
Reaksi Inti • Fisi nuklir: pembelahan inti atom dipelajari pertama kali oleh Otto Hahn dan Fritz Strassmann tahun 1938, menggunakan inti atom uranium-235 Neutron menumbuk inti atom dan diserap oleh inti atom Neutron yang terserap menyebakan inti atom terdeformasi (berubah bentuk) Dalam waktu sekitar 10-14 detik, terjadi deformasi yang sangat drastis sehingga inti atom tidak dapat kembali ke bentuk semula Inti membelah (fisi) dan melepaskan 2-3 neutron Dalam waktu sekitar 10-12 detik, fragmen fisi (inti terbelah) kehilangan energi kinetik, mengemisikan sejumlah sinar Gamma. Fragmen fisi disebut produk fisi Produk fisi kehilangan kelebihan energi melalui peluruhan radioaktif. Mengemisikan partikel dalam jangka waktu tertentu (hitungan detik, bahkan hingga ribuan tahun)
https://youtu.be/0Tgtv1CAfxI ❖ Fisi nuklir yang disebabkan oleh tumbukan antara 1 neutron dan 1 atom Uranium-235 akan menghasilkan 2-3 partikel neutron ❖ Partikel neutron yang dihasilkan dari proses fisi yang pertama akan menumbuk atom Uranium-235 lainnya dan fisi nuklir berikutnya terjadi, proses berulang → Reaksi Rantai ❖ Reaksi fisi hanya terjadi pada uranium-235 yang radioaktif (0.7% dari total bijih uranium) ❖ Bila neutron diserap oleh uranium-238 yang tidak radioaktif atau oleh unsur lainnya, maka reaksi rantai akan berhenti Reaksi rantai pada fisi nuklir
❖ Massa kritis: massa minimum yang dibutuhkan agar reaksi rantai fisi nuklir dapat berlangsung ❖ Bongkahan (lebih dari 1 atom) kecil (massa subkritis) uranium menghasilkan reaksi rantai yang cepat berakhir karena neutron lebih cepat mencapai permukaan dan meninggalkan uranium ❖ Bongkahan besar (massa superkritis) uranium menghasilkan reaksi rantai yang melepaskan energi yang sangat besar sebelum neutron mencapai permukaan dan meninggalkan uranium ❖ Dengan massa yang lebih besar dari massa kritis, reaksi rantai fisi dapat menimbulkan ledakan dengan energi yang besar → prinsip dari salah satu jenis bom nuklir Massa kritis radioaktif Peledak digunakan untuk mendorong bongkah subkritis memasuki selongsong agar kedua subkritis bertumbukan Radioaktif sumber neutron Bongkah subkritis uranium Bom fisi nuklir Hiroshima, Jepang 1945
• Fusi nuklir: Dua atom atau lebih bergabung membentuk 1 atau lebih inti atom dan partikel subatomic (proton atau neutron). ❖ Inti-inti atom yang bergabung (fusi) akan menghasilkan energi ❖ Reaksi fusi terjadi di pusat matahari atau bintang lainnya yang menghasilkan energi yang sangat besar ❖ Uji coba bom termonuklir (bom hidrogen) pada tahun 1952 yang menggunakan prinsip fusi nuklir menghasilkan daya ledak 500x lebih hebat dibandingkan bom atom yang dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki Jepang (1945) https://www.livescience.com/53280-hydrogen-bomb-vs-atomic-bomb.html?jwsource=cl
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN Fisi Nuklir ❖ Menggunakan uranium-235 sebagai bahan bakar reaksi fisi nuklir ❖ Panas yang dihasilkan fisi nuklir digunakan untuk memanaskan air sehingga menghasilkan uap air untuk memutar turbin yang akan menggerakkan generator → menghasilkan listrik ❖ Kelemahan: limbah radioaktif; kelimpahan uranium-235 yang kecil; mengatur jumlah bahan bakar tidak melebihi massa kritis U-235 ❖ Alternatif bahan bakar: Torium PLTN Fusi Nuklir ❖ Menggunakan panas yang dihasilkan dari fusi nuklir ❖ Dibutuhkan bahan bakar dan sel terbatas dengan suhu, tekanan dan waktu pengurungan yang cukup untuk menghasilkan plasma agar fusi nuklir bisa terjadi ❖ Metode: “Tokamak” (Toroidal Chamber Magnetic Coils); Inertial Confinement Fusion (ICF) ❖ Kelebihan: relative lebih aman; tidak menghasilkan limbah radioaktif; menghasilkan energi lebih besar; bahan bakar deuterium dan tritium melimpah ❖ Kekurangan: reaksi fusi nuklir sangat sensitif terhadap lingkungan (suhu, jumlah bahan bakar, kontaminan) https://youtu.be/tRMyLPbe1Fk https://youtu.be/R7WPEYGr1Vs
Aplikasi Radioaktif Bidang Pertanian dan Pangan • C-13: Evaluasi benih toleran kekeringan dan salinitas • N-15; P-32: Telusur aliran pupuk dan efektivitas pemupukan
Bidang Pertanian Pengendalian hama: Sterile Insect Technique • Radiasi sinar γ ❖ Iradiasi sinar Gamma dilakukan untuk sterilisasi serangga jantan ❖ Serangga jantan steril dilepaskan ke habitat, jika melakukan perkawinan, maka betina akan menghasilkan telur yang infertil Pemuliaan tanaman ❖ Iradiasi sinar Gamma pad bibit untuk menghasilkan tanaman dengan sifat yang diinginkan
❖ Co-60 menghasilkan sinar γ → Digunakan meradiasi produk pertanian. ❖ Sinar γ membunuh mikroorganisme penyebab pembusukan. ❖ Umur simpan produk lebih Panjang ❖ Makanan hanya menerima radiasi, tidak berubah menjadi penghasil radiasi (dikonfirmasi melalui alat detektor radiasi setelah proses radiasi) Meningkatkan umur simpan produk pertanian
Bidang Sains • DHO; N-15; O-18: Deteksi dan penjejakan polutan nitrat dalam perairan Jung et al. 2020. Stable isotopes of water and nitrate for the identification of groundwater flowpaths: A review. Water 12(138). doi:10.3390/w12010138
Kalsium-47 Bidang Kesehatan dan Forensik • Ca-47: Mempelajari metabolisme tulang dan diagnosis tumor tulang • I-131: Diagnosis dan pengobatan kanker tiroid • Tl-201: Studi kardiologi • Xe-133: Mempelajari ventilasi paru-paru
• C-14: Menentukan umur fosil (carbon dating) ❖C-14 dihasilkan di atmosfer dan diserap oleh tumbuhan melalui proses fotosintesis ❖Melalui rantai makanan, C-14 memasuki tubuh hewan dan manusia ❖C-14 berhenti terserap ke dalam tubuh saat hewan/manusia mati → mengalami peluruhan radioaktif, memancarkan partikel beta membentuk N-14 ❖Dengan mengukur rasio C-14/C-12, umur fosil bisa ditentukan ❖C-14 memiliki waktu paruh 5730 tahun (dalam 5730 tahun, setengah (50%) C-14 akan meluruh) https://www.youtube.com/watch?v=phZeE7Att_s
Bidang Industri • Cf-252: ✓ Menentukan komposisi minyak pada industri minyak ✓ Sumber neutron untuk memulai reaksi fisi pada reaktor nuklir ✓ Komponen alat untuk deteksi bahan peledak ✓ Deteksi korosi pada badan pesawat terbang • Ir-192: ✓ Mengidentifikasi kebocoran pipa ✓ Mengidentifikasi retakan, korosi, distorsi pada pesawat • Am-241: Mengidentifikasi asap; digunakan untuk alarm kebakaran ❖ Am-241 akan mengeisikan partikel alfa yang akan terionisasi di udara dan mengalirkan arus di antara 2 electrode ❖ Jika asap masuk ke dalam detector, asap akan menyerap partikel alfa dan menganggu aliran arus dan menyalakan bunyi alarm
Bisnis Nuklir untuk Aplikasi Non-Energi ❖Penggunaan teknologi radioisotope untuk kebutuhan non-energi sangat luas ❖Dampak ekonomi pada tahun 2019: - USA: 532 milyar USD - Jepang: 233 milyar USD ❖Pasar global teknologi peralatan berbasis radiasi ionisasi (IR): lebih dari 500 milyar USD per tahun dengan rerata pertumbuhan per tahun 3-6% dan memiliki prospek eksport Data Compound Annual Growth Rate (CAGR) beberapa sector teknologi IR - Peralatan dan sistem radiasi frekuensi terahertz : >31% - MRI radioterapi: >20% - Radiofarmasi dan terapi: 7-9% Bezdek RH. 2020. Global market for radiation application. Reeference Module in Earth System and Environmental Science https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.12336-X
Skala Kejadian Nuklir dan Radiologi Internasional ( International Nuclear and Radiological Event Scale; INES) Skala yang diperkenalkan pada tahun 1990 oleh Badan Tenaga Atom Internasional (In- ternational Atomic Energy Agency) untuk memungkinkan pemberitahuan informasi ke- selamatan jika suatu saat terjadi kecelakaan nuklir. 3 – Insiden serius 2 – Insiden 1 – Anomali 0 – Tidak ada ancaman keselamatan 7 – Kecelakaan besar 6 – Kecelakaan serius 5 – Kecelakaan berdampak besar 4 – Kecelakaan berdampak kecil Tingkatan skala dan indicator: Kecelakaan dan Bencana Nuklir
PLTN Chernobyl (Uni Soviet): 26 April 1986 ❖ Salah satu reaktornya meledak dan terbakar selama 9 hari serta menghasilkan radiasi 100 kali lebih banyak radiasi dari bom atom yang dijatuhkan di Nagasaki dan Hiroshima ke udara ❖ Deposito radioaktif ditemukan di hampir setiap negara di belahan bumi utara ❖ Korban 64 tewas dan ribuan terkena kanker, 300 ribu penduduk harus dipindah, kerugian 6.7 Miliyar US Dollar (95 Trilyun Rupiah) ❖ Bangunan yang disebut “New Safe Confinement” dibuat di atas bekas reaktor untuk mengurangi efek radiasi dari radioaktif yang masih ada ke lingkungan
PLTN Fukushima Dai Ichi (Jepang): 11 Maret 2011 ❖ Tsunami dahsyat yang ditimbulkan oleh gempa berkekuatan 9,0 di laut menghantam PLTN Fukushima Daiichi, merusak empat dari enam reaktor di lokasi tersebut ❖ Setelah sistem pendingin gagal, terjadi meltdown (kerusakan akibat panas yang tidak terkendali pada reaktor) sehingga melepaskan gas hidrogen dari reaktor dan terjadi ledakan sertaterjadi penyebaran material radioaktif ke udara ❖ Awalnya kecelakaan ini diklasifikasikan pada Level 5 (INES), namun menjadi INES Level 7 pada 12 April 2011 ketika perkiraan baru menunjukkan tingkat radiasi yang lebih tinggi ❖ Korban 2 meninggal namun potensi kanker akibat paparan radio-aktif berkisar lebih dari 1600 orang. ❖ Kerugian ditaksir 1.1 hingga 1.9 Milyar US dollar
KIM1100 Semester 2-2023/2024 KIMIA UMUM PROGRAM PENDIDIKAN KOMPENTENSI UMUM Departemen Kimia FMIPA IPB Desain Material dari Masa ke Masa
Capaian Pembelajaran: Setelah menyelesaikan mata kuliah ini, mahasiswa mampu menjelaskan konsep pembentukan ikatan kimia, kepolaran molekul, interaksi antar molekul, pengenalan senyawa organik dan anorganik, dan pengenalan material umum seperti kertas, plastik, gelas, metal, komposit TUJUAN
TUJUAN Konsep ikatan kimia Kepolaran molekul, dan interaksi antar molekul Pengenalan senyawa organik dan anorganik Kertas dan plastik Besi dan Baja, Gelas keramik dan komposit IKHTISAR
∙ Elektron yang menempati kulit terluar menentukan sifat-sifat kimia atom, termasuk kemampuannya membentuk ikatan kimia. ∙ Elektron di kulit terluar dinamai elektron valensi (Latin: valentia, “kekuatan”), dan kulit yang ditempatinya disebut kulit valensi. ∙ Struktur elektron-titik atau disebut juga lambang titik Lewis menggambarkan elektron valensi sebagai titik di sekeliling lambang atom. Gilbert Newton Lewis 1. Konsep Ikatan Kimia: Lambang Titik Lewis
● Ikatan Kimia: daya tarik (attractive force) yang mengikat atom–atom dalam satu senyawa. ● Dua jenis Ikatan Kimia: 1. Ikatan ionik 2. Ikatan kovalen (kovalen polar dan nonpolar) ● Faktor utama yang berpengaruh terhadap jenis ikatan kimia: Keelektronegatifan ● Keelektronegatifan: kemampuan suatu atom untuk menarik elektron dalam ikatan kimia ● Atom dengan keelektronegatifan besar dapat mengambil elektron membentuk anion. ● Atom dengan keelektronegatifan kecil dapat menyumbang elek- tron membentuk kation ● Gas mulia: inert (stabil) tidak memiliki kecenderungan menyumbang atau menerima elektron Jenis Ikatan
Ikatan kimia yang berupa interaksi elektrostatik antara dua atom yang mempunyai perbedaan keelektronegatifan yang sangat besar dan melibatkan transfer elekton sehingga terbentuk kation dan anion. Ikatan Ionik Ruby Sapphire Pasta Gigi
Ikatan kimia yang ditandai dengan pemakaian elektron bersama antara dua atom, hal tersebut dikarenakan atom-atomnya mempunyai perbedaan keelektronegatifan kecil atau nol Ikatan Kovalen Ikatan rangkap – 2 atom menggunakan 2 atau lebih pasangan elektron bersama-sama. Kaidah oktet: atom memiliki cenderung untuk memiliki delapan elektron di kulit valensinya sehingga konfigurasi electron sama dengan gas mulia Gambarkan ikatan kovalen molekul gas metana (CH4)!
Ikatan kovalen polar terjadi karena tidak meratanya pemakaian-bersama elektron. Elektron lebih dekat ke salah satu atom. H F Daerah kaya elektron Daerah miskin elektron Ikatan Kovalen Polar Klasifikasi ikatan berdasarkan perbedaan keelektronegatifan Perbedaan Tipe Ikatan 0 Kovalen >1,7 Ionik 0-1,7 Kovalen Polar
∙ Pada molekul diatomik, kepolaran molekul = kepolaran ikatan. Contoh: H2, O2, N2 🡪 molekul nonpolar HF, HCl, ClF 🡪 molekul polar ∙ Molekul triatomik dst. 🡪 bentuk molekul turut memengaruhi kepolaran NONPOLAR POLAR 2. Kepolaran Molekul CF4 atau tetrafluoromethane merupakan molekul yang sangat stabil dengan memiliki energi ikatan 515 kJ/mol. Molekul ini dapat berada di atmosfer selama 50.000 tahun dan merupakan gas rumah kaca. Kelarutan gas oksigen dalam air pada suhu 25oC dan tekanan 1 bar adalah 40 mg/L. Digunakan aerator di aquarium untuk menambah kandungan oksigen.
3. Gaya Antarmolekul Ikatan Hidrogen Ikatan antara atom H (yang terikat dengan atom yang sangat elektronegatif) dengan atom elektronegatif O, N, atau F. Gaya Dipol-dipol ∙ Molekul polar seperti HCl 🡪 dipol (dwi-kutub) ∙ Gaya antarmolekul air ini disebut gaya dipol-dipol. ∙ 20x lebih lemah daripada ikatan kovalen. Gaya London Gaya Tarik-menarik antarmolekul nonpolar sangat lemah 🡪 gaya dipol terinduksi-dipol terinduksi Molekul yang lebih besar lebih mudah membentuk dipol terinduksi.
• Atom karbon (C) – Berikatan dengan atom karbon lainnya 🡪 rantai karbon – Dapat berikatan dengan atom unsur lain – Senyawaan berbasis-karbon jumlahnya tidak terhingga • Senyawaan berbasis-karbon (organik) – Berasal dari alam atau senyawa sintetik (dibuat manusia) – Memiliki sifat kimia, fisika, dan biologis yang unik – Memiliki beragam aplikasi (bahan bakar, polimer, obat-obatan, pertanian/ semua yang berhubungan dengan kehidupan manusia) Kimia Organik🡪 Ilmu kimia yang mempelajari senyawaan berbasis-karbon yang mengandung atom C, H, N, O, halogen, Si, P, S, atau B. 4. Pengenalan Kimia Organik Jeruk
Hidrokarbon Senyawa yang hanya mengandung karbon dan hidrogen. Dibedakan berdasarkan: • Jumlah atom C • Jumlah atom H metana (CH4) nonana (C9H20) polietilena (jutaan C) ISOMER: urutan ikatan antara atom C dalam molekul-molekul dengan jumlah C yang sama Isomer kerangka 🡪 rumus molekul sama, rantai induk berbeda Tuliskan struktur n-butana dan isobutana Rantai Lurus Rantai Bercabang
Sruktur Senyawa Hidrokarbon Hidrokarbon Jenuh • Setiap atom C mengikat empat atom tentangga dengan empat ikatan kovalen tunggal. • Istilah “jenuh” artinya setiap atom C mengikat 4 atom lain. Hidrokarbon Tak Jenuh • Ada satu atau lebih atom C yang berikatan rangkap (dua atau tiga) • Atom C rangkap mengikat <4 atom lain jadi disebut “takjenuh” • Senyawa: alkena, alkuna, dan aromatik Butana (C4H10) Butena (C4H8) Senyawa Aromatik • Senyawa organik yang mengandung satu atau lebih cincin benzena • Banyak senyawaan tersebut memiliki aroma (wangi, fragrant), senyawa turunan benzena 🡪 senyawa aromatik (bahkan bila tidak wangi sekalipun) Elektron valensi C = 4; Jumlah maksimum atom yang dapat diikat = 4 Berbeda dengan alkena: • Elektron pada ikatan rangkap benzena tidak “diam” pada satu posisi. • Elektron-elektron ini dapat bergerak bebas mengelilingi cincin (a): resonansi • Pergerakkan tersebut dapat digambarkan dengan menggambar lingkaran dalam cincin segi enam (b).
Gugus Fungsi ● Heteroatom – atom selain C atau H yang terdapat dalam suatu molekul organic ● Gugus Fungsi – kombinasi atom- atom yang “berperilaku” layaknya satu kesatuan 🡪 dapat dibedakan menurut heteroatomnya. ● Molekul-molekul organik – digolongkan menurut jenis gugus fungsi yang dikandungnya.
• Molekul organik yang mengandung gugus hidroksil yang terikat pada karbon jenuh • Gugus hidroksil = 1 atom oksigen terikat pada 1 atom hidrogen. • Karena ikatan O–H polar, alkohol berbobot molekul rendah sangat larut dalam air (yang juga sangat polar). Etanol • Bahan kimia paling tua yang diproduksi manusia • minuman keras alkohol, dibuat melalui fermentasi gula berbagai tumbuhan menggunakan ragi. • Di industri, digunakan sebagai pelarut. • Dibuat dari produk samping minyak bumi (misal etena) Alkohol Isopropanol • Alkohol gosok yang biasa tersedia di apotek • Mudah menguap, sehingga menim-bulkan efek dingin ketika dioleskan ke kulit • Dahulu digunakan untuk mengurangi demam tetapi isopropanol sangat toksik bila tertelan. • Isopropanol paling sering digunakan sebagai disinfektan topikal Resep pembuatan 1L hand sanitizer: isopropyl alkohol 99,8% sebanyak 751,5 mL, H2O2 3% sebanyak 41,7 mL, gliserol 98% sebanyak 14,5 mL, tepatkan menjadi 1L dengan air suling atau air yang telah direbus dan didinginkan.
Metanol • Sebagian besar digunakan untuk membuat formaldehida dan asam asetat (bahan awal produksi plastik) • Sebagai pelarut, penggalak oktan, dan antibeku dalam bensin • Bilangan oktan metanol adalah 131 dan etanol 129 menurut RON (Research Octane Number) Metanol tidak boleh dikonsumsi! • Metanol dimetabolisme menjadi formaldehida (menimbulkan kebutaan, dahulu untuk mengawetkan spesimen biologi) dan asam format (menurunkan pH darah hingga tingkat berbahaya) • 15 mL metanol (sekitar 3 sendok makan) dapat menyebabkan kebutaan, • 30 mL dapat menimbulkan kematian Fenol • Gugus fenolik = gugus hidroksil terikat cincin benzena • Cincin benzena membuat H-hidroksil bersifat asam lemah • 1867, Joseph Lister menemukan sifat antiseptik dari fenol (alat bedah yang diolesi fenol meningkatkan keberhasilan operasi bedah). • Fenol bersifat merusak jaringan. • Dibuat turunan fenol yang lebih berkhasiat & efek samping rendah (misal: 4-n-heksilresorsinol). • Obat kumur Listerine™ (dari nama Joseph Lister) mengandung senyawa aktif: timol dan metil salisilat. Metanol dan Fenol
Eter • Isomer fungsional dari alkohol. • Gugus eter: atom O terikat pada dua atom C. • Eter tidak tidak memiliki gugus OH, sehingga: • Tidak terlalu larut dalam air (ikatan hidrogen eter-air lemah) • Titik didihnya rendah karena gaya antarmolekulnya lemah (tidak ada ikatan hidrogen eter-eter) Contoh Dimetil eter vs Etanol • Berwujud gas pada suhu kamar (TD -25 °C) • Jika dibandingkan dengan etanol, berwujud cair pada suhu kamar (TD 78°C) • Kurang larut dalam air, sedangkan etanol sangat larut dalam air • Salah satu zat anastetik pertama yang digunakan manusia • Sangat mudah menguap pada suhu kamar • Masuk dan keluar dari aliran darah dengan cepat • Pasien dapat dibius lewat saluran pernafasan. Penggunaan pertama eter pada dokter gigi di tahun 1846 dan populer digunakan ketika perang saudara di Amerika Serikat (1861-1865) Etanol (C2H6O) Dimetil eter (C2H6O)
Amina Gugus amina: atom N yg terikat pada satu, dua, atau tiga karbon jenuh. Ikatan N-H tidak sepolar O-H, sehingga: •Amina kurang larut dalam air dibandingkan alkohol •Titik didih amina < titik didih alkohol (dengan BM yang mirip), •Amina berbobot molekul rendah terkenal dengan baunya yang menyengat. • Amina bersifat basa, karena atom N dapat menerima sebuah H+ dari air” PUTRESINA DAN KADAVERINA Amina yang bertanggung jawab atas aroma daging busuk pada bangkai hewan atau tumbuhan pemakan serangga Amina aromatik primer digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan pewarna azo. Reaksi dengan asam nitrat membentuk garam diazonium dan diikuti reaksi penggandengan untuk membentuk senyawa azo. Senyawa ini banyak digunakan dalam industry pewarnaan tekstil seperti metil oranye, naftol , sudan red, azo violet, sunset yellow FCF, ponceau dan lainnya.
Gugus Karbonil Satu atom karbon beri- katan rangkap dua de- ngan satu atom oksigen Aldehida, keton, asam karboksilat, amida dan ester mengandung gugus kabonil Keton = mengandung karbonil yang terikat pada 2 atom C. Contoh: Aseton – cairan pembersih cat kuku Aldehida = mengandung gugus karbonil yang terikat pada 1 atom C & 1 atom H. Kasus khusus 🡪 Karbonil pada formaldehida mengikat dua atom hidrogen Banyak aldehida memiliki wangi & citarasa tertentu • Aroma lemon – sitral • Aroma kayu manis – sinamaldehida • Aroma almond – benzaldehida • Citarasa vanila – vanilin • Vanilin juga timbul pada kertas buku-buku lama yang tidak bebas-asam Aldehida dan Keton
Amida • Molekul organik yang memiliki gugus karbonil yang terikat pada atom N • Contoh: N,N-dietil-m-toluamida (DEET) - Amida penolak nyamuk - Menghilangkan kemampuan nyamuk dalam menentukan arah Asam karboksilat • Molekul organik dengan gugus karbonil yang terikat pada gugus hidroksil. • Bersifat asam lemah • Contohnya: asam asetat (C2H4O2 bahan utama cuka) dan asam salisilat Amida, Asam Karboksilat dan Ester Ester • Molekul organik yang mirip dengan asam karboksilat namun atom H pada OH digantikan oleh C 🡪 tidak bersifat asam • Ester sederhana memiliki aroma khas • Contoh senyawaan ester: - Etil format, rum - Isopentil asetat, pisang - Oktil asetat, jeruk - Oktil butirat, nanas - Metil butirat, apel - Isobutil format, raspberi - Metil salisilat,wintergreen Metil butirat (apel)
Unsur Kelimpahan %massa Beberapa bentuk yang umum terpadat Oksigen 49,3 Air; silika; silikat; oksida logam; molekul oksigen (dalam atmosfir bumi) Silikon 25,8 Silika (pasir, kuarsa, agat, flint) silikat (feldspar, liat, mika) Aluminium 7,6 Silikat (liat, feldspar, mika); oksida (bauksit) Besi 1,7 Oksida (hematit, magnetit) Kalsium 3,4 Karbonat (gamping, marmer, kapur); sulfat (gips); fluorida (fluorit); silikat (feldspar, zeolit) Natrium 2,7 Klorida (garam batu, air laut); silikat (felspar, zeolit) Kalium 2,4 Klorida; silikat (feldspar, mika) Magnesium 1,9 Karbonat; klorida; sulfat (garam Epsom) Hidrogen 0,7 Oksida (air); bahan organik Titanium 0,4 Oksida Khlor 0,2 Garam (NaCl); silivit (KCl); karnalit (KCl, MgCl2.6H2O) Fosfor 0,1 Batuan fosfat Ca3(PO4)2; bahan organik Lain-lain 0,8 Mencakup C, N, S. Cu, Sn, Pb. Zn, Cr, F, Br, I dan Kelimpahan unsur dalam kerak bumi (kerak padat, air terestial dan atmosfer) ● Atom karbon merupakan unsur yang memegang peran sangat penting dalam kehidupan hayati, sehingga ilmu kimia organik, lebih banyak memfokuskan senyawaan yang mengandung karbon. Sedangkan unsur yang selain karbon, umumnya dimasukkan dalam unsur-unsur anorganik. Pada mata kuliah ini, unsur silikon dan beberap logam yang akan diulas. ● Atom silikon merupakan satu golongan dengan atom karbon dan dapat membentuk ikatan secara tetrahedra. Unsur Si mengkristal dengan struktur kubus pusat muka, sama halnya dengan intan. Bila intan sebagai insulator, grafit sebagai konduktor yang cukup baik maka silikon adalah semi konduktor. ● Silika tersusun unsur Si yang mengikat 4 atom oksigen, dan setiap atom O mengikat 2 atom Si. Ikatan tersebut dapat menyusun struktur yang meluas seperti jaringan yang sangat besar. 5. Senyawa Anorganik
Senyawa Anorganik ● Kuarsa merupakan salah satu dari silika, memiliki kekerasan Mohs bernilai 7 (Nilai 10 untuk intan, bertitik cair 1700oC dan tidak penghantar arus listrik. ● Mineral silikat umumnya tidak mudah larut kecuali silikat dari logam alkali yang sederhana. Sifat umum dari mineral silikat adalah komplek anion silikatnya. Silika tersusun dari atom Si dan O saja, sedangkan silikat tersusun atom Si dan O dan unsur lain. Kuarsa adalah mineral silikat yang terbuat dari silika murni. Muskovit adalah mineral silikat yang mengandung atom Si, O, Al, K ● Unit dasar mineral silikat adalah tetrahedra sederhana yang tersusun 4 atom O dengan atom pusatnya Si. Tetrahedral tersebut dapat berbentuk: (a) unit terpisah; (b) bergabung menjadi rantai atau cincin dari 2, 3, 4 atau 6 gugus ; (c) bergabung membentuk rantai tunggal yang panjang; (d) rantai ganda; (e) tersusun dalam lembaran; (f) terikat menjadi kerangka tiga dimensi. Jenis mineral Jenis anion Mineral Komposisi (a) Ortosilikat SiO4 4- Zirkon ZrSiO4 Olivin MgSiO4 (b) Polisilikat Si2O7 6- Torveitit Sc2Si2O7 Si6O18 12- Beril Be3Al2Si6O18 (c) Piroksen Si–O rantai Diopsid CaMg(SiO3)2 Spodumene LiAl(SiO3)2 (d) Amfibol Si–O rantai ganda Termolit Ca2Mg5 (Si4O11)2(OH)2 Hornblende (Ca,Na,K)2-3(Mg,Fe,Al) (Si,Al)2Si6O22 (OH)2 (e) Mika Si–O lembaran Muskovit KAl2(AlSi3O10)(OH)2 (f) Zeolit Si–O kerangka tiga dimensi natrolit Na2Al2Si3O10·2H2O Beberapa contoh mineral silikat (f)
🡪 Logam Emas dan Platina ditemukan banyak dalam bentuk logamnya 🡪 Umumnya, di alam ditemukan dalam bentuk bijih dalam bentuk kimianya: ✔Al dan Fe dalam bentuk oksidanya yaitu Al2O3 dan Fe2O3 ✔Tembaga ditemukan sebagai calkopirit, CuFeS2 🡪 Ion logam biasanya terikat pada salah satu dari 5 jenis anion. Bentuk sulfida, karbonat, fosfat, dan oksida lebih sulit larut. Bentuk garam halida yang mudah larut air. 🡪 Kelimpahan bijih logam di alam tergantung pada posisinya pada daftar periodik 🡪 Bijih mineral logam merupakan sumber daya yang terbatas di Bumi 🡪 Recylce logam-logam dari limbah sangat diperlukan seperti limbah elektronik 🡪 Potensi penambangan logam Platina dan Emas dari Asteroid (mungkin akan nyata) Logam di Kerak Bumi
Logam dan Senyawaan Berlogam 🡪 Dihasilkan dari bijih yang jumlahnya terbatas di kerak bumi 🡪 Sifat logam: menghantar panas dan listrik, tidak tembus cahaya, berubah bentuk oleh tekanan 🡪 Ion-ion logam diikat oleh elektron yang bergerak bebas, membentuk ikatan logam, akibatnya mempengaruhi sifat hantaran listik, panas dan kilauan 🡪 Dua atau lebih logam dapat digabungkan membentuk ikatan logam disebut aloi, contoh: emas putih (larutan homogen dari lelehan emas dan lelehan platina) 🡪 Modifikasi aloi dilakukan dengan mengubah proporsi logam penyusunnya 🡪 Koin US$ 1 dibuat dari tembaga yang dilapisi dengan aloi berwarna emas dari 77% tembaga, 12% seng, 7% mangan, dan 4% nikel Elektron dilepaskan oleh sekelompok logam, membentuk aliran elektron Tambang emas rakyat Tambang Nikel Koin US$ 1 Tambang Platina
Pengolahan Bijih Menjadi Logam 🡪 Senyawa yang mengandung unsur logam dapat diubah menjadi logam melalui reaksi reduksi oksidasi 🡪 Kecenderungan logam untuk direduksi tergantung pada posisinya didaftar periodik Reduksi tidak membutuhkan; Membutuhkan energi yang besar 🡪 Logam Cu dengan kemurnian tinggi dihasilkan melalui elektrolisis Peta Negara Penghasil Tembaga Proses Elektrolisis Tembaga
Pemurnian Logam dari Senyawa Sulfidanya 🡪 Logam dapat diperoleh dari senyawa sulfidanya melalui pengapungan (flotation). 🡪 Logam sulfida bersifat nonpolar sehingga berinteraksi baik dengan minyak 🡪 Bijih sulfida dicampur dengan air dan minyak, lalu oksigen dilewatkan pada campuran sehingga terbentuk gelembung yang kaya akan logam sulfida 🡪 Gelembung diambil dari campuran dan dibakar 🡪 Pemisahan tembaga dari bijihnya calkopirit, memerlukan beberapa langkah karena adanya logam Fe 🡪 CuS dan FeO ditambahkan dengan CaCO3 dan SiO2 dalam tanur sehingga CuS berubah menjadi Cu2S, CaCO3 dan SiO2 membentuk terak yang mengapung dan melarutkan besi 🡪 Tembaga sulfida diisolasi dan dibakar
6. KERTAS: Media Torehan Sejarah 🡪 Terbuat dari serat selulosa, dengan monomer glukosa melalui ikatan β-1,4-glikosida 🡪 Sudah dibuat di Cina 100 SM 🡪 serat selulosa dari kulit batang mulberry yang ditumbuk menjadi lembaran tipis 🡪 1798, mesin pembuat kertas ditemukan di Perancis 🡪 Mesin pembuat kertas lebih moderen disebut mesin Fourdrinier 🡪 Awalnya, kertas dibuat dari tanaman berserat seperti kulit batang kayu, tanaman perdu, dan berbagai jenis rumput 🡪 Kayu dimanfaatkan sebagai bahan baku kertas setelah ditemukan teknik penghilangan lignin dalam kayu menggunakan asam sulfat. Lignin merupakan senyawa polimer yang bersifat lengket dan tidak larut dalam air Mesin Fourdrinier
🡪 Resin (gondorukem) dan tawas digunakan untuk memperkuat kertas, dan dapat menyerap tinta dengan baik 🡪 Kekurangan: kertas mudah retak (bahan aditifnya bersifat asam, bertindak sebagai katalis penguraian serat selulosa), dan berwarna kuning 🡪 Klorin, titanium dioksida, dan hidrogen peroksida sebagai bahan pemutih. 🡪 Penggunaan klorin tidak lama karena dapat menyebabkan kanker dan dioksin 🡪 Senyawaan basa, ditemukan tahun 1950, kertas yang menggunakan bahan tambahan ini dapat bertahan 300 tahun. 🡪 Kalsium karbonat, dapat menggantikan titanium dioksida karena lebih murah. 🡪 Produksi kertas skala besar di USA dari willow (dedalu), kenaf (rami jawa), dan hemp (cannabis sativa). Di Indonesia menggunakan kayu akasia. Bahan Tambahan pada Pembuatan Kertas
7. POLIMER Elastomer (Karet) 1. Karet alam (poliisoprena) Awalnya dibuat melalui vulkanisasi karet alam yaitu: pengikatsilangan karet alam menggunakan senyawaan sulfur. Tujuan vulkanisasi karet alam (Charles Goodyear, 1839) 🡪 menghasilkan material yang lebih keras dari karet alam, dan elastis (efek taut- silang disulfida) 🡪 Terdiri dari tiga kelompok: 1) Elastomer; 2) Serat dan 3) Plastik 🡪 Sifat : termoset (tahan panas), termoplastik (tidak tahan panas) 🡪 Struktur: kristalin (teratur), amorf (tidak teratur) https://www.youtube.com/watch?v=Li-MKobBg5w https://www.youtube.com/watch?v=r_afZpvXeW0
3. Nitroselulosa 🡪 1845, Christian Schobein menemukan nitroselulosa, bahan yang mudah terbakar karena mengandung banyak gugus nitrosil yang mudah teroksidasi. 🡪 Nitroselulosa dalam pelarut eter atau alkohol menghasilkan gel kolodion, digunakan sebagai pembalut luka, bola bilyar, sisir, gelang, gigi palsu, penyokong bahan fotosensitif film 🡪 Dalam pelarut, kamfor menghasilkan seluloid (bola pingpong) 🡪 Kelemahan utama: mudah terbakar Inovasi Tanpa Henti 2. Karet sintetik berbasis petroleum 🡪 Dikembangkan tahun 1930 oleh DuPont namun tidak laku karena mahal. 🡪 Sejarah Perang Dunia ke 2, Malaysia dan Indonesia dikuasai Jepang. Rantai pasokan karet alam ke negara sekutu mengalami gangguan. 🡪 Karet SBR (stirena-butadiena rubber) 1950 volume produksinya telah melampaui karet alam. 🡪 Karet NBR (akrilonitril–butadiena rubber).Poli-cis-isoprena (diproduksi dengan katalis Ziegler-Natta; sifat-sifatnya nyaris sama dengan karet alam). 🡪 Poli-cis-butadiena (produksinya saat ini menempati urutan kedua setelah karet SBR). Tank mainan terbuat dari karet pada Perang Dunia ke 2
SERAT 🡪 Lebih kuat dibandingkan elastomer dan plastik tapi memiliki kemampuan ulur yang rendah. Contoh: Nilon 6,6, Dakron, Orlon, rayon, viskosa (selulosa termodifikasi) (sintetik). kapas, wol, sutera (alami). 🡪 Ketahanan terhadap uluran: ✔Serat 🡪 memanjang <10% tanpa putus) ✔Plastik 🡪 20-100% ✔Elastomer (100-1000%) Viskosa 🡪 Ditemukan 1892, Charles Cross dan Edward Beven 🡪 Melarutkan selulosa dalam NaOH pekat dilanjutkan dengan CS2, menghasilkan larutan pekat berwarna kuning 🡪 Viskosa dalam asam kuat menghasilkan filamen selulosa yang dapat dipintal dikenal sebagai rayon 🡪 Viskosa yang dimodifikasi dengan cara dipipihkan menghasilkan selofan. 🡪 DuPont, 1926, menyempurnakan selofan sehingga dapat digunakan sebagai pembungkus makanan
Abad PLASTIK 🡪 Tidak dapat dipintal seperti serat, tetapi dapat dicetak atau diekstrusi menjadi bentuk yang diinginkan atau dibentang menjadi film pengemas. 🡪 Contoh: Sintetik: Bakelit (resin fenolformaldehida), Teflon, Plexiglas, PE, PP, poli(ε-kaprolakton) (PCL) PVC, PS, PMMA, poli(asam laktat) (PLA) Alami: Poli(hidroksialkanoat) (PHA) seperti poli(3- hidroksibutirat) (PHB) dan poli(3-hidroksivalerat) (PHV) (dihasilkan bakteri tertentu). Bakelit (polifenol formaldehida) 🡪 plastik pertama yang digunakan secara luas Plexiglas, polivinil klorida (PVC), polimetilmetakrilat (PMMA) dan teflon juga dikembangkan pada masa perang dunia ke 2 Plexiglas Bakelit
Plastik PET dan HDPE 🡪 Plastik yang digunakan untuk pengemas, ada yang aman dan ada yang berbahaya. 🡪 Tanda segitiga pada plastik menentukan tingkat keamanan. PET (Polyethylene Terephthalate). Sifat: ✔Hanya untuk sekali pakai ✔Agar kandungan kimia tidak banyak terlarut ✔Bukan untuk menyimpan makanan dan minuman yang panas, karena lapisan polimer akan berpindah ke makanan dan minuman. Manfaat: ✔Untuk botol kemasan air mineral, botol minyak goreng, jus, botol sambal, botol obat, dan botol kosmetik. ✔Ciri-ciri: Warna bening atau tidak berwarna dan jernih High Density Polyethylene (HDPE). Sifat: • Aman karena tidak bereaksi terhadap makanan atau minuman • Lebih kuat, keras, buram, dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. Manfaat: buat botol obat, botol susu cair, jerigen pelumas, dan botol kos-metik. Peringatan: Tidak untuk dipakai berulang kali. PET dapat direcycle
PVC, LDPE dan PP Low Density Polyethylene (LDPE). Sifat: • Kuat, dan fleksibel • Permukaannya agak berlemak • Tahan suhu di bawah 60oC, • Sangat resisten terhadap senyawa kimia • Punya daya proteksi yang baik terhadap uap air, tetapi kurang baik bagi gas-gas yang lain seperti O2., nonbiodegradabel, • Dapat didaur ulang tetapi kuat. Manfaat: kantong kresek, tutup plastik, plastik pembungkus daging beku, dan berbagai macam plastik tipis lainnya. Polypropylene (PP) Sifat: • Transparan, • Tidak terlalu kuat, ringan, • Daya tembus uap yang rendah • Tahan terhadap lemak, dan • Stabil terhadap suhu tinggi. Pilihan terbaik tempat menyimpan makanan, botol minum, botol minum untuk bayi. Cari simbol ini bila membeli barang berbahan plastik. PVC (Polyvinyl Chloride). Sifat: Zat yang paling berbahaya. Manfaat: Untuk pipa selang air, pipa bangunan, mainan, taplak meja dari plastik, botol shampo. Peringatan: Jangan membungkus makanan yang panas dan berminyak, berbahaya bagi ginjal dan hati
Abad Plastik: Kapan Berakhir? PS (Polystyrene) Sifat: Berbahaya bagi tubuh. Jika makanan ber- minyak dipanaskan dalam wadah ini, stirena (penyebab kanker) dapat berpin- dah ke dalam makanan. Manfaat: Kotak CD, casing, kabinet, sendok dan garpu, gelas, atau tempat makanan dari styrofoam Peringatan: berbahaya bila digunakan untuk membungkus makanan panas Other (O) selain kode no.1 hingga 6 • Styrene acrylonitrile (SAN), • Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), • Polycarbonate (PC), nylon, • Termasuk bioplastik yang terbuat dari tepung jagung, kentang, tebu Manfaat: Botol susu bayi, plastik kemasan, dan galon air. Plastik PC mengandung Bisphenol-A → berpotensi merusak sistem hormon dan berbahaya bagi tubuh.
Dari BPA Ke Plastik Mikro 🡪 Bisphenol A (BPA) dan phthalates adalah dua bahan kimia dari plastik yang sering dikaitkan dengan resiko gangguan kesehatan. 🡪 Kedua senyawa tersebut diduga berdampak kepada resiko penyakit jantung, kanker, kelainan organ hati, diabetes, hormone, gangguan otak serta perilaku pada anak kecil. 🡪 Mikroplastik adalah potongan plastik yang memiliki ukuran kurang dari 5 mm dan menjadi pencemar di lingkungan perairan karena dapat bertahan lama karena sulit terurai. 🡪 Terdapat dua jenis mikroplastik: ✔mikro primer yang diproduksi langsung untuk produk tertentu yang dipakai manusia (seperti sabun, deterjen, kosmetik, dan pakaian), ✔mikro sekunder yang berasal dari penguraian sampah plastik di lautan. 🡪 Mikroplastik dapat ditelan oleh organisme hingga akhirnya mengalami bioakumulasi pada predator puncak, termasuk manusia 🡪 Efek mikroplastik terhadap kesehatan saat ini masih diteliti. Kabar terakhir sudah mencapai di Antartika
🡪 Atom besi ukurannya relative besar sehingga ketika ditempa atau dipadatkan terbentuk ruang kosong antar atom. Ruang kosong tersebut menunjukkan besi murni bersifat lunak. Ruang kosong atom besi tersebut dapat diisi oleh karbon menjadi perekat antar atom besi. Logam menjadi lebih kuat dan dikenal sebagai baja 🡪 Penambahan logam nikel 8% atau kromium 11% akan membuat alloi yang kuat dan tahan tidak berkarat yang disebut stainless steel 8. Besi dan Baja: Warisan Teknologi Masa Lampau Besi Baja
🡪 Bijih yg mengandung oksida logam dapat diubah menjadi logam secara efisien dalam tanur. 🡪 Logam yang masih mengandung pengotor (fosforus, sulfur, dan karbon) dibersihkan dengan meniupkan oksigen sehingga pengotor teroksidasi membentuk terak baru dan logam relatif murni (≈ 3% karbon) Produksi Besi vs Pertumbuhan Ekonomi Tungku oksigen
9. GELAS: Jendela Pengetahuan 🡪 Terak (slag) adalah produk samping dari peleburan logam dari bijih batuan yang mengandung oksida logam dan silikon oksida 🡪 Batuan silikat yang transparan tersebut jika yang dibakar dapat menjadi materi yang transparan yang disebut gelas. 🡪 Kacamata dibuat pertama kali di Italia abad ke-13. Abad ke 16 Galileo Galilei mengarahkan teleskop ke angkasa dan mengamati Planet Venus, bulan Jupiter, cincin Saturnus 🡪 Gelas adalah material amorf (susunan material yang tidak teratur) dengan beragam komposisi. Komposisi umum dari gelas adalah Na2SiO3 dan CaSiO3
Keindahan Karya Seni Gelas 🡪 Penambahan bahan aditif pada gelas akan membuat sifat yang khas, seperti: ✔K2O, membuat gelas sangat keras dan diaplikasikan sebagai bahan optik ✔Timbal oksida membuat gelas menjadi lebih padat, memiliki indek bias yang tinggi, sehingga cahaya putih dibiaskan menjadi warna pelangi. Gelas seperti ini disebut gelas kristal karena sifatnya mirip dengan quartz yaitu kristalin silika (memiliki keteraturan pada strukturnya) ✔B2O3 (boron oksida) membuat gelas menjadi lebih tahan pada perubahan suhu yang (tinggi atau rendah) karena dapat menurunkan laju pengembangan kaca. Contoh kaca ini adalah pyrex, yang digunakan di laboratorium kimia dan peralatan masak. Kaca ini tahan dari bahan kimia yang korosif 🡪 Gelas yang bening juga dapat diwarnai. Kobalt oksida menghasilkan warna biru. Selenium menghasilkan gelas berwarna merah, dan iridium memberi warna hitam
GELAS: Mendekatkan yang Jauh 🡪 Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser. Dapat mentransmisikan sinyal dari satu tempat ke tempat lain dengan cepat 🡪 Kecepatan transmisi pada serat optik sangat tinggi sebab indeks bias kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara, sedangkan laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. 🡪 Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga baik digunakan sebagai saluran komunikasi jarak jauh. 🡪 Sifat fisik gelas: ✔Transparan, mudah meleleh dan dapat dituang ✔Dapat diitiup menjadi berbagai bentuk, ketika dingin bentuknya tetap ✔Potongan antar kaca dapat tersambung dengan panas tanpa lem atau semen ✔Tahan terhadap bahan kimia yang bersifat korosif ✔Dapat diulur menjadi benang tipis yang panjang 🡪 Benang dari gelas sangat fleksibel, dapat dibungkus dengan kabel yang berfungsi sebagai pembawa data informasi yang sangat efisien. Kabel benang gelas ini dikenal sebagai kabel serat optik (fiber optik atau FO). Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 micrometer. https://www.youtube.com/ watch?v=_T-wlLgB1zM
🡪 Lempung atau clay tersusun dari silikon oksida dan aluminium oksida yang dihubungkan dengan atom oksigen sebagai oksigen jembatan sehingga membentuk struktur aluminosilikat dan memiliki lapisan rongga yang dapat menjerap air. 🡪 Pada lempung, aluminosilikat ini seperti berbentuk mikrokapsul, dimana dalam keadaan basah, antar mikrokapsul mudah tergelincir karena fungsi air sebagai pelumas sehingga lempung dapat dibentuk sesuai bentuk model atau cetakan. Ketika mengering, mikrokapsul saling terkunci pada posisinya sehingga dapat mempertahankan bentuknya. 🡪 Pemanasan suhu tinggi, bagian silikon oksida meleleh menjadi gelas dan ketika suhu menjadi dingin, bagian gelas tersebut berikatan dengan mikrokapsul lain dan membentuk keramik yang padat dan keras serta tahan air. Proses tersebut merupakan pembuatan tembikar atau produk keramik lainnya. 10 KERAMIK: Riwayatmu Dulu
🡪 Keramik memiliki sifat ringan, keras, tahan panas yang sangat tinggi, tidak meleleh atau berkarat, ringan. Namun tidak bisa diulur menjadi kawat atau lembaran tipis seperti logam karena sifatnya mudah patah atau rapuh 🡪 Keramik modern mengandung unsur nonlogam seperti O, C, atau Si, juga unsur seperti logam transisi atau Al 🡪 Contoh keramik modern: SiC (silikon karbida atau disebut karborundum), keras seperti intan, digunakan sebagai rem supercar, pelapis luar pesawat luar angkasa (tahan panas sampai 2000oC) yang melindungi pesawat ketika masuk ke atmosfer Bumi. 🡪 Silikon nitride (Si3N4) adalah keramik yang digunakan pada mesin tur bin dan mesin roket luar angkasa 🡪 Keramik poros Al2O3 digunakan sebagai filter gas-gas beracun dan katalis pengubah gas buang pada kendaraan bermotor Keramik di Era Material Maju
🡪 Sistem kelistrikan merupakan proses penghantaran tenaga listrik dari pembangkit listrik untuk didistribusikan ke pelanggan melalui kabel dan gardu transmisi. 🡪 Elektron yang mengalir pada kawat tembaga (konduktor) sebagai arus listrik dapat bertabrakan dengan atom-atom tembaga dan diubah sebagai energi panas. Semakin jauh jaringan listrik maka kehilangan energi ini semakin besar sehingga terjadi inefisiensi dan bahkan listrik yang dihasilkan tidak sampai ke pelanggan. 🡪 Sebagai superkonduktor yang menghantar energi listrik dengan sangat efisien (dibandingkan konduktor kawat tembaga) melalui perendaman dalam nitrogen cair (-196 oC). 🡪 Superkonduktor memiliki daya tahan listrik nol, dan tidak menghasilkan panas SUPER KONDUKTOR: Arus Mengalir Sampai Jauh
11. KOMPOSIT: Paduan Dua Sifat yang Menyatu 🡪 Komposit adalah paduan dari dua atau lebih suatu material yang menjadi suatu material baru yang memiliki perbedaan sifat fisik dan kimianya dari material awal, seperti lebih ringan dan dua kali lebih kuat. Contoh komposit: ✔Campuran antara serta polimer dengan logam, atau keramik ✔Campuran plastik termoset dengan serat polimer lainnya 🡪 Komposit alami: Mengapa pohon dapat tumbuh menjulang tinggi dan menopang dahan yang besar? ✔Serat selulosa yang fleksibel berkomposit dengan matriks lignin (polimer alam) Mengapa cangkang kerang lebih kerasa dibandingkan dengan batu kapur? ✔Cangkang kerang merupakan komposit antara kristal CaCO3 yang termatriks pada serat polypeptide 🡪 Komposit buatan Konkrit : Campuran antara semen dengan bahan agregat lain seperti pasir, batu dan air, yang akan mengeras dengan bertambahnya waktu. Semen merupakan pemanasan batu kapur dan bahan yang mengandung silika (SiO2) dan alumina (Al2O3) tinggi pada suhu 1500oC. Semen kalau tercampur dengan air akan memadat namun tidak memiliki kekuatan yang besar jika dibandingkan dengan tercampurnya dengan bahan lain.
🡪 Komposit diperkenalkan tahun 1960 melalui fiberglass (serat gelas yang pendek pada matriks resin termoset) 🡪 Komposit carbon yang canggih dibuat melalui penganyaman bahan serat sebelum dicampurkan ke dalam resin, divakum dan dipanaskan pada suhu tinggi. 🡪 Komposit serat karbon yang ringan dan tahan terhadap tekanan dan temperatur ekstrim digunakan pada bodi mobil F1, bodi supercar seperti Lexus, Lamborghini, Ferrari, hingga pesawat Boeing 787. Umumnya bodi supercar dan pesawat adalah logam aluminum yang ditempa karena ringan, namun sekarang berkurang penggunaannya dan digantikan dengan serat karbon yang ringan dan lebih kuat Semakin Ringan Semakin Cepat
Ketahanan dan Keamanan Pangan Berkelanjutan Kimia Umum TEACHING LABORATORY KIMIA DIREKTORAT PENDIDIKAN KOMPETENSI UMUM DEPARTEMEN KIMIA
Capaian Pembelajaran Mahasiswa mampu menjelaskan tentang ketahanan pangan yang berkaitan erat dengan pertanian untuk kehidupan, makromolekul dan nutrisi pangan, tren pertanian dan pangan di masa depan dan mendorong untuk pengembangan bisnis produk pangan halal
Outline…. Pengertian ketahanan dan keamanan pangan Pertanian untuk kehidupan Makromolekul dan nutrisi pangan Tren pertanian dan pangan di masa depan Bisnis produk halal dan autentikasi halal
Pengertian Ketahanan dan Keamanan Pangan
Pangan sebagai kebutuhan dasar dan hak asasi manusia 🡪 peran sangat penting bagi kehidupan suatu bangsa. ▪ UUD 1945 pasal 27 ▪ Deklarasi Roma (1996) ▪ UU No. 7/1996 tentang Pangan. Pasal 27 ayat UUD 1945: 1. Segala warga negara bersama kedudukannya di dalam hukum dan pemerintahan wajib menjunjung hukum dan pemerintahan itu dengan tidak ada kecualinya. 2. Tiap-tiap warga negara berhak atas pekerjaan dan penghidupan yang layak bagi kemanusiaan. 3. Setiap warga negara berhak dan wajib ikut serta dalam upaya pembelaan negara. Deklarasi Roma 1996 1. Komitmen bersama masyarakat dunia untuk mewujudkan ketahanan pangan bagi setiap orang, dan menghapuskan penduduk yang kelaparan dan mengurangi kemiskinan di seluruh negara. 2. Sasaran kuantitatifnya 🡪 mengurangi ½ jumlah penduduk rawan pangan paling lambat tahun 2015. Pada tahun 1996, ada ± 800 juta jiwa, sasaran pengurangannya ± 400 juta jiwa selama 20 tahun, atau rerata 20 juta jiwa/tahun. World Food Summit Bila ketersediaan pangan < kebutuhan 🡪 menciptakan ketidak-stabilan ekonomi, gejolak sosial dan politik 🡪 membahayakan stabilitas ekonomi dan stabilitas Nasional.
Ketahanan Pangan Kedaulatan Pangan Kemandirian Pangan Keamanan Pangan KETAHANAN PANGAN "kondisi terpenuhinya Pangan bagi negara sampai dengan perseorangan, yang tercermin dari tersedianya pangan yang cukup, baik jumlah maupun mutunya, aman, beragam, bergizi, merata, dan terjangkau serta tidak bertentangan dengan agama, keyakinan, dan budaya masyarakat, untuk dapat hidup sehat, aktif, dan produktif secara berkelanjutan“ UU No. 18/2012 tentang Pangan World Health Organization (WHO) 🡪 3 komponen utama ketahanan pangan, yaitu 1. ketersediaan pangan, 2. akses pangan, dan 3. pemanfaatan pangan.
Kedaulatan, Kemandirian dan Keamanan Pangan Kedaulatan Pangan • Hak negara dan bangsa yang secara mandiri menentukan kebijakan Pangan yang menjamin hak atas Pangan bagi rakyat dan yang memberikan hak bagi masyarakat untuk menentukan sistem Pangan yang sesuai dengan potensi sumber daya lokal Kemandirian Pangan • Kemampuan negara dan bangsa dalam memproduksi Pangan yang beraneka ragam dari dalam negeri yang dapat menjamin pemenuhan kebutuhan pangan yang cukup sampai di tingkat perseorangan dengan memanfaatkan potensi sumber daya alam, manusia, sosial, ekonomi, dan kearifan lokal secara bermartabat Keamanan Pangan PP 86 tahun 2019 • Kondisi dan upaya yang diperlukan untuk mencegah Pangan dari kemungkinan cemaran biologis, kimia, dan benda lain yang dapat mengganggu, merugikan, dan membahayakan kesehatan manusia serta tidak bertentangan dengan agama, keyakinan, dan budaya masyarakat sehingga aman untuk dikonsumsi
Keamanan Pangan 🡪 Bahan Tambahan Pangan (BTP) 1. antibuih (antifoaming agent); 2. antikempal (anticaking agent); 3. antioksidan (antioxidant); 4. bahan pengkarbonasi (carbonating agent); 5. garam pengemulsi (emulsifying salt); 6. gas untuk kemasan (packaging gas); 7. humektan (humectant); 8. pelapis (glazing agent); 1. pemanis (sweetener); 2. pembawa (carrier); 3. pembentuk gel (gelling agent); 4. pembuih (foaming agent); 5. pengatur keasaman (acidity regulator); 6. pengawet (preservative); 7. pengembang (raising agent); 8. pengemulsi (emulsifier); 9. pengental (thickener); 10. pengeras (firming agent); 1. penguat rasa (flavour enhancer); 2. peningkat volume (bulking agent); 3. penstabil (stabilizer); 4. peretensi warna (colour retention agent); 5. perisa (flavouring); 6. perlakuan tepung (flour treatment agent); 7. pewarna (colour); 8. propelan (propellant); 9. sekuestran (sequestrant). Penetapan ambang batas maksimal ditetapkan dengan memperhatikan fungsi teknologi dan risiko Keamanan Pangan pada setiap golongan Bahan Tambahan Pangan dan kategori Pangan.
KETERSEDIAAN PANGAN Kemampuan memiliki sejumlah pangan yang cukup untuk kebutuhan dasar Pertukaran Distribusi Produksi 1. Kepemilikan Lahan Dan Penggunaannya 2. Jenis Dan Manajemen Tanah; 3. Pemilihan, Pemuliaan, Dan Manajemen Tanaman Pertanian; 4. Pemuliaan Dan Manajemen Hewan Ternak; Pemanenan 5. Perubahan Temperatur Dan Curah Hujan 6. Pemanfaatan Lahan, Air, Dan Energi Untuk Menumbuhkan Bahan Pangan Sering Kali Berkompetisi Dengan Kebutuhan Lain 7. Pemanfaatan Lahan Pertanian Berubah Menjadi Pemukiman atau Hilang Akibat Desertifikasi, Salinisasi, Dan Erosi Tanah Karena Praktik Pertanian Yang Tidak Lestari 1. Penyimpanan, Pemrosesan, Transportasi, Pengemasan, Dan Pemasaran Bahan Pangan 2. Infrastruktur Rantai Pasokan Dan Teknologi Penyimpanan Pangan 3. Infrastruktur Transportasi Yang Tidak Memadai Dapat Menyebabkan Peningkatan Harga Hingga Ke Pasar Global 4. Produksi Pangan Per Kapita Dunia Sudah Melebihi Konsumsi Per Kapita, Namun Di Berbagai Tempat Masih Ditemukan Kerawanan Pangan Karena Distribusi Bahan Pangan Telah Menjadi Penghalang Utama Dalam Mencapai Ketahanan Pangan FAKTOR-FAKTOR World Health Organization (WHO)
AKSES PANGAN Kemampuan memiliki sumber daya, secara ekonomi maupun fisik, untuk mendapatkan bahan pangan bernutrisi AKSES LANGSUNG rumah tangga mempro- duksi bahan pangan sendiri AKSES EKONOMI rumah tangga membeli bahan pangan yang diproduksi di tempat lain FAKTOR ▪ Kemampuan membeli dan besarnya alokasi bahan pangan ▪ Selera pada suatu individu dan rumah tangga PEMANFAATAN PANGAN Kemampuan dalam memanfaatkan bahan pangan dengan benar dan tepat secara proporsional Penyiapan & Proses Fasilitas kesehatan FAKTOR ▪ Jumlah dan kualitas pangan yang dijangkau oleh anggota keluarga. ▪ Harus aman ▪ Memenuhi kebutuhan fisiologis suatu individu Kualitas sanitasi Edukasi nutrisi Organisasi Pangan dan Pertanian (FAO) 🡪 4. KESTABILAN World Health Organization (WHO)
Tantangan untuk mencapai ketahanan pangan 1. Degradasi lahan Penggurunan atau desertifikasi 🡪 jenis degradasi lahan ketika lahan yang relatif kering menjadi semakin gersang, kehilangan badan air, vegetasi, dan hewan liar. Faktor: perubahan iklim dan kegiatan manusia. ▪ Pertanian intensif 🡪 penurunan kesuburan tanah dan penurunan hasil. ▪ ± 40% lahan pertanian di dunia terdegradasi serius ▪ Contoh: Afrika, 🡪 hanya mampu memberi makan seperempat penduduknya saja pada tahun 2025 Erosi di USA Erosi di Israel Erosi tanah; angin meniupkan lapisan tanah atas yang kering Ethiopia's famine: Remembering 30 years https://www.youtube.com/watch?v=6SVByPiF6iQ https://www.youtube.com/watch?v=P6vIZfIdt9Y
2. Hama dan penyakit Contoh: penyakit tanaman Ug99 🡪 kehilangan hasil pertanian hingga 100% Upaya: Keanekaragaman genetika dari kerabat liar gandum 🡪 untuk memperbarui varietas modern 🡪 pemuliaan tanaman Tantangan untuk mencapai ketahanan pangan Karat batang 🡪 penyakit tanaman serealia, penyebabnya fungi Puccinia graminis. Spesies tanaman yang diserang: gandum roti, gandum durum, barley, dan triticale. Epidemi karat batang saat ini menyebar melintasi Afrika menuju Timur Tengah. Upaya: mengembangkan gandum tahan penyakit karat batang, strain UG99 dari fungi ini.
3. Krisis air global Tinggi muka air tanah terus menurun di beberapa negara dikarenakan pemompaan yang berlebihan 🡪 kelangkaan air dan menurunkan produksi tanaman pangan Contoh penyebab: Reklamasi padang pasir dan mengubah lembah Ica yang kering di Peru menjadi pensuplai asparagus dunia Contoh: China, India, Afghanistan, Ajlazair, Mesir, Iran, Meksiko, dan Pakistan Tantangan untuk mencapai ketahanan pangan Kanal irigasi telah menjadikan kawasan padang pasir yang kering di Mesir menjadi lahan pertanian
4. Perubahan iklim ▪ Cuaca ekstrem 🡪 kekeringan dan banjir ▪ Berpotensi mengurangi hasil pertanian dan peningkatan harga pangan akan terjadi ▪ Dampak 🡪 perubahan produktivitas, gaya hidup, pendapatan ekonomi, infrastruktur, dan pasar. ▪ Diperkirakan setiap peningkatan 2.5% harga pangan, jumlah manusia kelaparan akan meningkat 1% Tantangan untuk mencapai ketahanan pangan 5. Konversi atau alih fungsi lahan Alih fungsi lahan pertanian menjadi lahan non pertanian Contoh ▪ Pembangunan jalan tol, perumahan dan Kawasan industry di Pulau Jawa ▪ Produksi komoditas pertanian seperti padi di Pulau Jawa semakin menurun ▪ Data Badan Pusat Statistika mencatat alih fungsi lahan pertanian dari tahun 2002- 2010 mencapai rata-rata 56.000-60.000 ha per tahun https://finance.detik.com/berita-ekonomi-bisnis/d-3973446/pembangunan-infrastruktur- bikin-makin-banyak-lahan-sawah-hilang
Pertanian untuk kehidupan
Faktor-faktor Pertumbuhan Tanaman Struktur vertikal tanah (horizon tanah): Tanah: campuran pasir (partikel terbesar ), pasir-batuan halus dan tanah liat (partikel terkecil) • Ketebalan bervariasi (hingga mencapai ± 2 m) • Mengandung pasir, pasir-batuan halus, dan tanah liat dengan komposisi yang seimbang • Akar tanaman berada di topsoil dan menyerap hara ▪ Lapisan tanah bawah kebanyakan tanah liat (clay). ▪ Ketebalan mencapai 1 m ▪ Lapisan paling bawah ▪ Proses pelapukan batu menjadi tanah dengan bantuan air Kesuburan Tanah
Ciri Topsoil yang subur: • mengandung 4 komponen: partikel mineral, bahan organik, air, dan udara • Ukuran partikel 🡪 besar berpengaruh pada kesuburan tanah Partikel besar 🡪 tanah berongga, banyak ruang kosong sebagai tempat air dan udara Semut memecah dan mengaerasi tanah Cacing memecah dan mengaerasi tanah bermuatan negatif Pelepasan CO2🡪 menjamin aliran hara tetap dari tanah hingga ke akar.
Pupuk membantu menjaga kesuburan tanah • Pupuk alam: pupuk yang yang terbuat dari bahan yang berasal dari alam. Contoh pupuk alam adalah pupuk kompos, pupuk kandang, pupuk guano dll. • Pupuk buatan: pupuk yang dibuat oleh pabrik dengan merekayasa bahan dari alam melalui proses fisika dan kimia. Contoh Misalnya TSP, urea, rustika dan nitrophoska
Petir Jalur Fiksasi Nitrogen: Sumber Nitrogen untuk Tumbuhan https://www.youtube.com/watch?v=9zNMpavpET8 Sebagai energi UNSUR ESENSIAL PADA TANAMAN
Fungsi (F), sumber (S) & Defisiensi (D) unsur Hara Nitrogen (N): F: Proses pembentukan klorofil S: gas N2 D: daun menjadi kuning Fosfor (P): F: Proses pembentukan asam nukleat, fosflipid, berbagai biomolekul pembawa energi (ATP). D: menghambat pertumbuhan Kalium (K): F: Mengaktifkan berbagai enzim penting untuk fotosintesis dan pernapasan. S: dari pelapukan batu dan daur ulang dari bahan tumbuhan yang membusuk. D: jaringan mati, biasanya pada ujung atau tepi daun Ion kalsium (Ca2+): F: Pembuatan dinding sel D: ujung daun kering atau mati, tunas tumbuh abnormal Sulfur (S): F: Pembentukan asam amino, Pertumbuhan tunas, Membantu pembentukan bintil akar tanaman D: berwarna kuning, kerdil, perkembangan lambat Ion magnesium (Mg2+): F: Pembentukan klorofil → ion Mg2+ pada pusat struktur D: daun menguning
Pengendalian Penyakit pada Tanaman Insektisida ▪ Membunuh serangga ▪ Golongan hidrokarbon terklorinasi, senyawa organik fosfor (organofosfat), dan karbamat ▪ Hidrokarbon terklorinasi: resisten, non-degradable (tidak dapat terurai), senyawa non- polar 🡪 tidak larut air. Contoh: Diklorodifenilkloroetana (DDT) ▪ Bahaya: gangguan Kesehatan seperti kerusakan hati, ketidakseimbangan hormone, iritasi mata Herbisida ▪ Membunuh rumput liar (gulma) ▪ 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-p-dioksin (TCDD) atau “Agent Orange” (senyawa toksik yang digunakan selama Perang Vietnam). Tahun 1985 sudah dilarang oleh US EPA ▪ Atrazina : toksik terhadap gulma pada umumnya, namun beberapa tanaman rumput dapat mendetoksifikasinya melalui proses metabolisme ▪ Paraquat: membunuh gulma pada fase pertunasan ▪ Glyphosat: nonselektif herbisida yang berpengaruh terhadap proses biokimia pada semua tanaman, yaitu biosintesis asam amino tirosina dan fenilalanina Fungisida ▪ Jamur berperan dalam pembentukan tanah tetapi juga dapat membunuh tanaman terutama sayur- sayuran dan buah-buahan. ▪ Fungisida membunuh jamur ▪ Contoh: Thiram Senyawa Amina & Amina Siklik Dioksin, Furan (PCDD,PCDF)
Rantai Makanan, Akumulasi DDT dan Bahayanya Rantai Makanan ▪ Pola hubungan makanan dalam komunitas ▪ Producer 🡪 Fotosintesis ▪ Konsumen 🡪 Manusia, mengkonsumsi semua tingkat Akumulasi DDT Bahaya bagi Manusia
Makromolekul dan nutrisi pangan
Simak Video • Food Group and Nutrition • https://www.youtube.com/watch?v=Z51bWG17m-Q
Komposisi tubuh manusia Unsur Simb ol % massa % atom Oksigen O 65,0 24,0 Karbon C 18,5 12,0 Hidrogen H 9,5 62,0 Nitrogen N 3,2 1,1 Kalsium Ca 1,5 0,22 Fosfor P 1,0 0,22 Kalium K 0,4 0,03 Belerang S 0,3 0,038 Natrium Na 0,2 0,037 Klorin Cl 0,2 0,024 Magnesium Mg 0,1 0,015 Unsur lainnya < 0,1 < 0,3 Unsur utama yang menyusun tubuh manusia (termasuk air)
Pirimida Makanan Dan Siklus Metabolisme MAKANAN ▪ Anabolisme 🡪 Makromolekul sel Karbohidrat, Protein, Lipid, Asam nukleat ▪ Katabolisme: Respirasi sel 🡪 CO2, H2O, NH3 ▪ Energi Kimia Piramida Makanan
Karbohidrat ▪ Struktur dasar : ✔(CH2O)n ✔Gugus aldehida atau keton ✔Di alam: bentuk D ✔Backbone: ikatan glikosida ▪ Klasifikasi (jumlah unit monomer) ✔Monosakarida: glukosa, fruktosa, galaktosa ✔Oligosakarida (2-10 monomer): maltosa, sukrosa, laktosa ✔Polisakarida: pati, glikogen, selulosa, kitosan ▪ Fungsi: ✔Sumber energi (4 kkal/gram) ✔Bagian dari RNA dan DNA ✔Bagian dari struktur pemba- ngun tubuh ▪ Bahaya konsumsi KH berlebih: ✔Picu Obesitas ✔Picu diabetes ✔Picu kolesterol tinggi ▪ Manfaat: mencegah serangan penyakit dan menjaga berat badan, terutama karbohidrat kompleks/serat yang berasal dari nasi dan gandum, buah, sayur, serta kacang-kacangan. ▪ Anjuran Kemenkes RI: konsumsi karbohidrat antara 350-390 gram per hari bagi pria, dan 300-320 gram per hari bagi wanita. ▪ Efek kekurangan karbohidrat: 1. Jangka pendek: Gejala ketosis 🡪 penumpukan senyawa keton 🡪 asidosis 2. Jangka Panjang: ✔Kekurangan nutrisi. ✔Kolesterol tinggi, karena mengganti asupannya dengan makanan tinggi lemak atau protein. ✔Kerusakan pembuluh darah. ✔Meningkatnya risiko terkena kanker. ✔Berat badan mudah naik turun. selulosa glukosa sukrosa ▪ Serat: zat gizi yang hanya terkandung dalam tumbuhan. ▪ Sumber: Oatmeal, Apel, Buah pisang, Blackberry, Buah persik, Pir, Plum, Jeruk, Kacang merah, Kacang hitam, Sayur brokoli, Wortel
Lipid/Lemak ▪ Senyawa yang larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam pelarut polar (air). ▪ Klasifikasi: ✔lipid sederhana (trigliserida dan lilin), ✔lipid kompleks (sfingolipids, glicosfingolipid, gliserofosfolipid, serebrosida), ✔Steroid (kolesterol, steroid hormons, bile salts). ▪ Lipid: satu gliserol dihubungkan dengan 3 asam lemak melalui ikatan ester. Ada 2 istilah Lemak (padat), Minyak (cair) ▪ Fungsi: ✔Sumber energi (9 kkal/gram) ✔Penyusun membran sel ✔Sebagai hormon, ✔Prekursor asam empedu gliserol Manfaat: ▪ Zat pelembab untuk skincare ▪ Salah satu bahan hand sanitizer ▪ Industri pangan sebagai humektan, pelarut, dan pemanis, dan dapat membantu mengawetkan makanan Efek Kekurangan lemak • Depresi 🡪 pembentukan hormon serotonin 🡪 memengaruhi sistem saraf untuk munculnya rasa tenang dan damai. • Berisiko Kekurangan Vitamin (A, D, E, dan K) • Sering Merasa Kedinginan • Mengganggu Kesehatan Jantung dan Pembuluh Darah • Potensi Cedera Lebih Tinggi • Kesuburan Terganggu Asam lemak esensial: ✔Membantu pembentukan sel, ✔Mengatur sistem saraf, ✔Menguatkan sistem kardiovaskular, ✔Membangun sistem kekebalan tubuh, ✔Membantu tubuh menyerap nutrisi ✔Sebagai emulsifier, stabilizer Asam lemak jenuh & tak jenuh
Protein ▪ Biopolimer polipeptida, tersusun dari sejumlah asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida. ▪ Klasifikasi Struktur: primer, sekunder, tersier & kwarterner ▪ Fungsi: ✔Sumber energi (4 kalori/gram) ✔Membangun dan memperbaiki jaringan tubuh ✔Struktur: rambut, kuku, kulit, tulang ✔Transport: hemoglobin ✔Kontraktil: otot ✔Membentuk Hormon: hormon pertumbuhan, insulin ✔Membentuk Enzim: amilase, lipase, protease ✔Pertahanan tubuh: imunoglobulin ✔Penyimpanan: susu Struktur Protein Rekomendasi Jumlah Asupan Protein Harian (Kemenkes RI, 2019) ▪ Anak-anak usia 1–6 tahun: 20–25 gram ▪ Anak-anak usia 7–9 tahun: 35–40 gram ▪ Remaja: 60–75 gram ▪ Orang dewasa: 50–70 gram ▪ Wanita hamil dan menyusui: 70–85 gram Dampak Kelebihan Protein terhadap Tubuh 1. Penumpukan keton dan bau mulut 2. Peningkatan berat badan 3. Kerusakan ginjal 4. Peningkatan risiko penyakit kardiovaskular 5. Kehilangan kalsium Dampak asupan protein dalam tubuh kurang: rambut rontok, rentan terkena infeksi, tubuh lebih lama pulih saat sakit, hingga malnutrisi akibat kekurangan protein atau kwarshiorkor. Aasam amino
Asam Nukleat ▪ Polimer yang tersusun atas monomer berupa nukleotida yang dihubungkan oleh ikatan fosfodiester ▪ Asam nukleat terdiri dari DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid) ▪ Nukleotida = gula + basa nitrogen + fosfat ▪ Nukleosida = gula + basa nitrogen ▪ Penggabungan basa nitrogen dan gugus fosfat pada gula masing- masing melepaskan 1 molekul H2O. ▪ Pembentukan fosfodiester melepas 1 molekul H2O ▪ Double heliks: Dua utas & berpilin ▪ Komplementer: ✔Sitosina (C) = Guanina (G) ✔Timina (T) = Adenina (A) ▪ Antiparalel: utas 3’ -> 5’ berpasangan dengan 5’ -> 3’ Fungsi DNA 1. DNA Berfungsi Sebagai Pembawa Informasi Genetik 2. Berperan dalam Duplikasi Diri dan Pewarisan Sifat 3. Ekspresi Informasi Genetik 4. Menghasilkan energi untuk sel (adenosin trifosfat (ATP) 5. Penelitian berbagai penyakit Peran asam nukleat dalam pandemi Covid-19 1. Tes diagnosis 🡪 sensitivitas dan spesifikasi yang tinggi 2. Potensi pengobatan 🡪 terbukti efektif dalam menghadapi SARS-CoV, yang menjadi virus penyebab penyakit SARS. Pengujian diagnosis COVID-19 1. Real-time RT-PCR 2. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) 3. Tes Cepat Molekuler (TCM) 4. Tes Antibodi (Tes Serologi) 5. Tes Antigen 6. Genomic Sequencing
Hormon dan Enzim Auksin atau Asam Indol Asetat: hormon yang berada di ujung-ujung tanaman dan daun yang masih muda. Fungsi: untuk mendorong pertumbuhan tanaman dengan cara pemanjangan sel pada akar dan batang. Kerja Enzim HORMON ENZIM Zat pengatur yang diproduksi da- lam suatu organisme dan diang- kut dalam cairan jaringan seperti darah atau getah, merangsang sel atau jaringan tertentu menjadi tindakan Zat yang dihasilkan oleh suatu organisme dan mampu mengka- talisis reaksi bikokimia tertentu Polipeptida, amina, terpenoid, steroid atau senyawa fenolik Protein yang mungkin mengan- dung gugus logam. Pengecualian adalah ribozyme yang RNA dengan aktivitas katalitik Tidak memiliki kelompok protes- tik Mengandung koenzim dan kofak-tor sebagai kelompok protetik Berat molekul rendah Berat molekul relative tinggi Difusibel melalui membrane sel Tidak dapat difusibel melalui membrane sel Sinyal yang melewati sel atau organ Mengkatalisis reaksi kimia dengan meningkatkan laju rekasi Rusak selama proses sehingga ti- dak dapat digunakan lagi Tidak berubah setelah fungsinya Tidak dipengaruhi suhu dan pH Dipengaruhi suhu dan pH Memiliki beragam fungsi dalam mengontrol pertumbuhan, per- kembangan, dan reproduksi Memiliki fungsi yang unik tetapi penting dalam tubuh Oksitosin, kortisol, testosterone, dan estrogen (hewan) dan asam abisat, sitokinin dan giberalin (tanaman) Hidrolase, oksidase, isomerase
Vitamin dan Mineral Fungsi dan Sumber Mineral Makro dan Mikro
Latihan 1. Jelaskan nutrisi sebagai penyusun tubuh 2. Apa yang Anda ketahui tentang piramida makanan 3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan karbohidrat dantemukanlah contohnya di sekeliling Anda. 4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan lipid dan temukanlah contohnya di sekeliling Anda. 5. Apa yang dimaksud dengan protein dan jelaskan keempat strukturnya. 6. Apa yang dimaksud dengan asam nukleat. 7. Jelaskan tentang enzim dan hormon, vitamin dan mineral
Tren pertanian dan pangan di masa depan
Innovating for Agribusiness • Simak video berikut ini • https://www.youtube.com/watch?v=C4W0qSQ6A8U&fea ture=emb_logo • https://youtu.be/pT-QnxvesnM • iSurf Lab (Internet of Things for Smart Urban Farming Laboratory) – Departemen Ilmu Komputer FMIPA IPB
36 https://www.youtube.com/watch?v=SdmBfSQpRO4 iSurf Lab : Current Research and Facilities
Tuntutan Konsumen • Produk pertanian harus benar-benar aman, bebas dari cemaran, racun, pestisida, & mikroba berbahaya bagi kesehatan. • Produk pangan juga dituntut mempunyai nilai gizi tinggi dan mengandung zat berkhasiat untuk kesehatan. • Produk pangan harus mempunyai mutu tinggi, tidak sekedar enak. Mutu🡪 gabungan dari sifat-sifat yang memberikan nilai kepada setiap komoditas terkait dengan maksud penggunaan komoditas tersebut. • Produk pertanian harus diproduksi dengan cara yang tidak menurunkan mutu lingkungan. • Produk pertanian juga harus diproduksi dengan memperhatikan keselamatan dan kesejahteraan petani dan pekerja • Mempunyai traceability. • Produk pangan harus tersedia dalam waktu yang tepat • Harga jual produk pertanian harus kompetitif Gaya hidup dan cara pandang terhadap pangan masyarakat Indonesia 🡪 masa yang akan datang akan berubah 🡪 Tuntutan
Tantangan Para Ilmuwan Pertanian dan Pertanian Masa depan Bagaimana menghasilkan produk pertanian: 1. Dengan harga yang wajar bagi bagi populasi yang terus bertambah. 2. Meningkatkan hasil per satuan luas (produktivitas); karena perluasan areal sudah semakin sulit. 3. Lebih banyak produk pertanian dengan menggunakan air lebih sedikit. 4. Lebih aman, bermutu dan bernilai bagi konsumen. 5. Tanpa menurunkan potensi sumberdaya lahan dan lingkungan. 6. Menjamin ketersediaan yang kontinyu produk pertanian yang secara alami bersifat musiman. 7. Mensejahterakan petani. 8. meningkatkan daya saing global pertanian Indonesia Pertanian masa depan: 1. Pertanian Konvensional 2. Pertanian Konservasi 3. Pertanian dengan Teknologi Tinggi.
Pertanian Konvensional, Konservasi dan Teknologi Tinggi Pertanian Konvensional • Pertanian seperti yang dilakukan oleh sebagian besar petani di seluruh dunia saat ini • Mengandalkan input da ri luar sistem pertainan, berupa energi, pupuk, pestisida untuk mendapatkan hasil pertanian yang produktif dan bermutu tinggi • Berkembang 🡪 penelitian bidang ekofisiologi dan pemulian tanaman, input teknologi Pertanian Konservasi • Kelompok masyarakat yang mempunyai tuntutan terhadap pangan yang bebas pestisida, pupuk kimia, dan kelompok yang ingin agar pertanian tidak mencemari lingkungan. • Prinsip utamanya: pertanian yang mengandalkan dan berusaha mempertahankan kelestarian alam. • mengandalkan mekanisme ekobiologi dari alam sehingga input yang diberi- kan pada sistem pertanian ini diusahakan serendah mungkin Pertanian Teknologi Tinggi ▪ akan sangat produktif, produknya bermutu tinggi, aman, kandungan gizi dan zat ber-khasiat yang ada di dalamnya bisa diatur sesuai kebutuhan ▪ memerlukan input tinggi, baik berupa teknologi, bahan- bahan kimia maupun energi. ▪ Bisa mengatasi kendala dan hambatan alam, bisa sangat efisien tetap bisa juga tidak efisien. ▪ mungkin tidak menyebab- kan degradasi lahan pertanian, maupun alam sekitar ka-rena tidak mengandalkan alam dalam produksi, lebih mengandalkan teknologi dan input dari hasil budaya.
Kemajuan Pertanian Konvensional Varietas unggulan sebagai oimplementasi dari Penelitian alsintan 🡪 proses menjadi lebih cepat CALINA (IPB9)
REKAYASA GENETIKA Tanaman yang direkayasa secara genetika dengan menyisipkan gen dari spesies lain 🡪 mempunyai sifat tertentu yang lebih baik Tanaman Transgenik (a) Bakteri Bacillus thuringiensis (Bt) memproduksi protein yang toksik terhadap serangga (b) Jagung dibuat resis- ten terhadap serangga dengan menyisipkan gen untuk protein Bt ke dalam DNA jagung Pepaya IPB-9 (Pepaya Calina/California) Kentang “French-Fries” (Kentang Jala Ipam – Amantoes) Gizi tinggi dan kadar gula rendah VARIETAS UNGGUL IPB Padi IPB 3S
Agroforestri: Cikal Bakal Pertanian Organik (Pertanian Konservasi) Sistem penggunaan lahan (usaha tani) yang mengombinasikan pepohonan dengan tanaman pertanian untuk meningkatkan keuntungan, baik secara ekonomis maupun lingkungan ▪ Sistem manajemen produksi yang holistik untuk meningkatkan dan mengembangkan kesehatan Agroekosistem termasuk keragaman hayati, siklus biologi, dan aktivitas biologi tanah. (Permentan No. 64/Permentan/OT.140/5/2013) ▪ Sistem produksi pertanian yang holistik dan terpadu, dengan cara mengoptimalkan kesehatan dan produktivitas agroekosistem secara alami, sehingga menghasilkan pangan dan serat yang cukup, berkualitas & berkelanjutan (International Federation of Organic Agriculture Movements /IFOAM) Sistem Pertanian Organik
Empat Prinsip Pertanian Organik Prinsip Kesehatan: Harus mempertahankan dan meningkatkan kesuburan tanah, kesehatan tanaman, hewan, dan manusia sebagai sesuatu yang utuh dan tak dapat dibagi Prinsip Perlindungan: Harus dikelola secara bertanggung jawab dapat melindungi kesehatan, kesejahteraan generasi saat ini dan yang akan datang, tidak hanya manusia dan makhluk hidup lainnya tetapi juga lingkungan Prinsip Ekologi: Harus didasarkan pada proses dan daur ulang ekologis. Membangun habitat, pemeliharaan keragaman genetika dan pertanian agar dicapai suatu keseimbangan ekologis Prinsip Keadilan: Adanya keadilan bagi semua pihak di seluruh tingkatan seperti petani, pekerja, pemroses, penyalur, pedagang dan konsumen Sumber: www.finance.com Beras Organik • Kandungan nutrisi lebih baik dari beras konvensional • Kandungan karbohidrat, protein, dan serat lebih banyak dari beras non-organik • Tidak ada residu pestisida atau bahan kimia
Pertanian Teknologi Tinggi Jepang: Merevolusi pertanian tanpa lahan dan petani menggunakan sains dan teknologi Bagaimana dengan INDONESIA? Hidroponik Jepang: menanam padi dalam gedung
Digitalisasi dan Startup Pertanian • Era revolusi industri 4.0 🡪 Langkah inovatif Inte- grasikan pertanian dalam sistem digital • Tujuan: untuk mentransformasi sektor pertanian yang saat iini masih tra=disional agar menjadi le-bih modern dan mendi- dik petani menjadi pengusaha agribisnis handal. Startup 🡪 sebagai bisnis rintisan/bisnis baru yang mengimplementasikan teknologi aplikasi Android dengan bertindak sebagai platform yang menghubungkan beberapa pihak seperti distributor benih dan pupuk, bank, asuransi, hotel sampai restoran dan kafe
Bisnis produk halal dan autentikasi halal
Simak Video berikut ini • Halal Product in Indonesia • https://www.youtube.com/watch?v=T3qlKHKUB8c
Kode E-number BTP ProdukberSHMUI,bagiamana dengan penggunaan E471 Kode yang digunakan untuk memudahkan iden-tifikasi BTP yang telah terbukti aman dan secara resmi disetujui untuk digunakan pada produk pangan olahan sesuai dengan standard yang berlaku di Uni Eropa. 1. E100 – E199 (pewarna) 2. E200 – E299 (pengawet) 3. E300 – E399 (antioksidan dan pengatur keasaman) 4. E400 – E499 (pengental, penstabil dan emulsifier) 5. E500 – E599 (pengatur keasaman dan anti kempal) 6. E600 – E699 (penguat rasa) 7. E700 – E799 (antibiotik) 8. E900 – E999 (lain-lain) 9. E1000 – E1599 (bahan tambahan kimia lainnya) 400–409 alginates 410–419 natural gums 420–429 other natural agents 430–439 polyoxyethene compounds 440–449 natural emulsifiers 450–459 phosphates 460–469 cellulose compounds 470–489 fatty acids and compounds 490–499 others
Mengapa Halal Penting? Perintah Allah SWT 🡪 Halal-Haram adalah bagian dari ajaran Islam 🡪 Ciri seorang MUSLIM ▪ “Wahai manusia! Makanlah dari (makanan) yang halal dan baik yang terdapat di bumi, dan janganlah kamu mengikuti langkah-langkah setan. Sungguh, setan itu musuh yang nyata bagimu” (QS 2:168) ▪ “Wahai orang-orang yang beriman! Makanlah dari rezeki yang baik yang Kami berikan kepada kamu dan bersyukurlah kepada Allah, jika kamu hanya menyembah kepada-Nya” (QS 2:172) Memberikan ketentraman dan kenyamanan bagi konsumen muslim
• Tanaman • Binatang laut • Bahan Tambang • Ex: Garam (NaCl), asam cuka (CH3COOH) SYUBHAT Haram HALAL Produk Olahan Teknologi Kompleksitas Bahan Al Qur’an, Hadist & Fatwa MUI ▪ Babi, Bangkai, Binatang yang disembelih dengan menyebut nama selain Allah, Darah, minuman beralkohol (khmar) ▪ Hewan buas atau bertaring, hewan menjijikkan, hewan yang hidup di dua alam ▪ Bagian tubuh manusia CONTOH Perlu Fatwa Halal Halal-Haram-Syubhat
Prinsip Sertifikasi Halal Produk Memastikan status kehalalan bahan yang dipakai, fasilitas produksi yang digunakan dan bagaimana proses produksinya Memastikan bahwa tidak terjadi kontaminasi bahan haram terhadap produk baik yang berasal dari peralatan produksi, pekerja maupun lingkungan produksi. Memastikan bahwa proses produksi halal dapat berjalan berkesinambungan. AUTENTIKASI 🡪 Analisis Laboratorium Ketertelusuran (traceability) Sistem jaminan Halal (SJH)
Produk Halal dan Konsistensi Produk yang diproduksi dari bahan yang halal di fasilitas yang tidak terkontaminasi bahan haram/najis Bahan Halal Fasilitas bebas kontaminasi bahan haram/najis Produk Halal Serifikat Sistem Jaminan Halal (SJH) Masa berlaku 2 tahun Masa berlaku 2 tahun Masa berlaku 4 tahun 3 x status SJH A
PPT KIMIA Bab 1 sampai 6, institut pertanian Bogor

Recommended

Nanomaterial
NanomaterialNanomaterial
NanomaterialAbdul Basit
 
Radioaktif
RadioaktifRadioaktif
RadioaktifMuhammad Nafis H
 
Rekling06 revolusi industri
Rekling06 revolusi industriRekling06 revolusi industri
Rekling06 revolusi industriArif Rahman
 
Kimia radioaktif yang buat diprint
Kimia radioaktif yang buat diprintKimia radioaktif yang buat diprint
Kimia radioaktif yang buat diprintsartikot
 
FST Magazines
FST MagazinesFST Magazines
FST MagazinesAdhitya Arjanggi
 
Nuklir
NuklirNuklir
NuklirNabillah NeverForget
 
Museum Listrik Dan Energi Baru 1
Museum Listrik Dan Energi Baru 1Museum Listrik Dan Energi Baru 1
Museum Listrik Dan Energi Baru 1guest0468d7f
 
Panel Surya
Panel SuryaPanel Surya
Panel SuryaMartalia Martalia
 

Recommended

Nanomaterial
NanomaterialNanomaterial
NanomaterialAbdul Basit
 
Radioaktif
RadioaktifRadioaktif
RadioaktifMuhammad Nafis H
 
Rekling06 revolusi industri
Rekling06 revolusi industriRekling06 revolusi industri
Rekling06 revolusi industriArif Rahman
 
Kimia radioaktif yang buat diprint
Kimia radioaktif yang buat diprintKimia radioaktif yang buat diprint
Kimia radioaktif yang buat diprintsartikot
 
FST Magazines
FST MagazinesFST Magazines
FST MagazinesAdhitya Arjanggi
 
Nuklir
NuklirNuklir
NuklirNabillah NeverForget
 
Museum Listrik Dan Energi Baru 1
Museum Listrik Dan Energi Baru 1Museum Listrik Dan Energi Baru 1
Museum Listrik Dan Energi Baru 1guest0468d7f
 
Panel Surya
Panel SuryaPanel Surya
Panel SuryaMartalia Martalia
 
Panel surya
Panel suryaPanel surya
Panel suryaMartalia Martalia
 
UNSUR RADIOAKTIF
UNSUR RADIOAKTIFUNSUR RADIOAKTIF
UNSUR RADIOAKTIFRachmad Febrian
 
Chemistry is Very Fantastic
Chemistry is Very FantasticChemistry is Very Fantastic
Chemistry is Very FantasticAndrio Suwuh
 
sel volta (baterai)
sel volta (baterai)sel volta (baterai)
sel volta (baterai)Nurhairuna Sari
 
Proyek Pengembangan lampu
Proyek Pengembangan lampuProyek Pengembangan lampu
Proyek Pengembangan lampuJulita Anggrek
 
Kisah nanokarbon
Kisah nanokarbonKisah nanokarbon
Kisah nanokarbonArifin Zaenul
 
Pemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi Alternatif
Pemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi AlternatifPemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi Alternatif
Pemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi AlternatifPuspawijaya Putra
 
Listrik Statis.pdf
Listrik Statis.pdfListrik Statis.pdf
Listrik Statis.pdfSamberNyowo2
 
Ppt fisika p. global
Ppt fisika p. globalPpt fisika p. global
Ppt fisika p. globaladirp_purnama
 
Penjelasan tentang limbah berbahaya dan beracun
Penjelasan tentang limbah berbahaya dan beracunPenjelasan tentang limbah berbahaya dan beracun
Penjelasan tentang limbah berbahaya dan beracunNURINAFITRIANI1
 
Teknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITER
Teknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITERTeknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITER
Teknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITERSulistiyo Wibowo
 
Program kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malang
Program kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malangProgram kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malang
Program kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malangkomang deliana putra
 
energi terbarukan dan tidak terbarukan
energi terbarukan dan tidak terbarukanenergi terbarukan dan tidak terbarukan
energi terbarukan dan tidak terbarukanImam budiyanto
 
TUGAS tentang ENERGI
TUGAS tentang ENERGITUGAS tentang ENERGI
TUGAS tentang ENERGIImam budiyanto
 
Cs (cesium)
Cs (cesium)Cs (cesium)
Cs (cesium)Yani Oktaviani
 
Super konduktor
Super konduktorSuper konduktor
Super konduktorFitri Dwi Hartati
 
Kimia Dasar - Bab 1
Kimia Dasar - Bab 1Kimia Dasar - Bab 1
Kimia Dasar - Bab 1fawwazputro
 
Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)
Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)
Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)Lin Hidayati
 
Sejarah penyiaran
Sejarah penyiaranSejarah penyiaran
Sejarah penyiaranANNAM YES
 
Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)
Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)
Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)taufan wahyu
 
Paparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptx
Paparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptxPaparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptx
Paparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptxIgitNuryana13
 
REFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdf
REFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdfREFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdf
REFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdfirwanabidin08
 

More Related Content

Similar to PPT KIMIA Bab 1 sampai 6, institut pertanian Bogor

Chemistry is Very Fantastic
Chemistry is Very FantasticChemistry is Very Fantastic
Chemistry is Very FantasticAndrio Suwuh
 
Proyek Pengembangan lampu
Proyek Pengembangan lampuProyek Pengembangan lampu
Proyek Pengembangan lampuJulita Anggrek
 
Pemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi Alternatif
Pemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi AlternatifPemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi Alternatif
Pemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi AlternatifPuspawijaya Putra
 
Listrik Statis.pdf
Listrik Statis.pdfListrik Statis.pdf
Listrik Statis.pdfSamberNyowo2
 
Ppt fisika p. global
Ppt fisika p. globalPpt fisika p. global
Ppt fisika p. globaladirp_purnama
 
Penjelasan tentang limbah berbahaya dan beracun
Penjelasan tentang limbah berbahaya dan beracunPenjelasan tentang limbah berbahaya dan beracun
Penjelasan tentang limbah berbahaya dan beracunNURINAFITRIANI1
 
Teknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITER
Teknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITERTeknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITER
Teknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITERSulistiyo Wibowo
 
Program kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malang
Program kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malangProgram kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malang
Program kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malangkomang deliana putra
 
energi terbarukan dan tidak terbarukan
energi terbarukan dan tidak terbarukanenergi terbarukan dan tidak terbarukan
energi terbarukan dan tidak terbarukanImam budiyanto
 
Kimia Dasar - Bab 1
Kimia Dasar - Bab 1Kimia Dasar - Bab 1
Kimia Dasar - Bab 1fawwazputro
 
Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)
Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)
Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)Lin Hidayati
 
Sejarah penyiaran
Sejarah penyiaranSejarah penyiaran
Sejarah penyiaranANNAM YES
 
Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)
Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)
Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)taufan wahyu
 

Similar to PPT KIMIA Bab 1 sampai 6, institut pertanian Bogor (20)

Panel surya
Panel suryaPanel surya
Panel surya
 
UNSUR RADIOAKTIF
UNSUR RADIOAKTIFUNSUR RADIOAKTIF
UNSUR RADIOAKTIF
 
Chemistry is Very Fantastic
Chemistry is Very FantasticChemistry is Very Fantastic
Chemistry is Very Fantastic
 
sel volta (baterai)
sel volta (baterai)sel volta (baterai)
sel volta (baterai)
 
Proyek Pengembangan lampu
Proyek Pengembangan lampuProyek Pengembangan lampu
Proyek Pengembangan lampu
 
Kisah nanokarbon
Kisah nanokarbonKisah nanokarbon
Kisah nanokarbon
 
Pemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi Alternatif
Pemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi AlternatifPemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi Alternatif
Pemanfatan Sampah Kota Sebagai Sumber Energi Alternatif
 
Listrik Statis.pdf
Listrik Statis.pdfListrik Statis.pdf
Listrik Statis.pdf
 
Ppt fisika p. global
Ppt fisika p. globalPpt fisika p. global
Ppt fisika p. global
 
Penjelasan tentang limbah berbahaya dan beracun
Penjelasan tentang limbah berbahaya dan beracunPenjelasan tentang limbah berbahaya dan beracun
Penjelasan tentang limbah berbahaya dan beracun
 
Teknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITER
Teknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITERTeknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITER
Teknik Tokamak pada Reaktor Fusi ITER
 
Program kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malang
Program kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malangProgram kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malang
Program kreativitas mahasiswa_ai_(komang_deliana_putra)_itn_malang
 
energi terbarukan dan tidak terbarukan
energi terbarukan dan tidak terbarukanenergi terbarukan dan tidak terbarukan
energi terbarukan dan tidak terbarukan
 
TUGAS tentang ENERGI
TUGAS tentang ENERGITUGAS tentang ENERGI
TUGAS tentang ENERGI
 
Cs (cesium)
Cs (cesium)Cs (cesium)
Cs (cesium)
 
Super konduktor
Super konduktorSuper konduktor
Super konduktor
 
Kimia Dasar - Bab 1
Kimia Dasar - Bab 1Kimia Dasar - Bab 1
Kimia Dasar - Bab 1
 
Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)
Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)
Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan (Kelas 9)
 
Sejarah penyiaran
Sejarah penyiaranSejarah penyiaran
Sejarah penyiaran
 
Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)
Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)
Pptfisikap 150430031410-conversion-gate02 (1)
 

Recently uploaded

Paparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptx
Paparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptxPaparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptx
Paparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptxIgitNuryana13
 
REFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdf
REFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdfREFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdf
REFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdfirwanabidin08
 
04-Gemelli.- kehamilan ganda- duo atau triplet
04-Gemelli.- kehamilan ganda- duo atau triplet04-Gemelli.- kehamilan ganda- duo atau triplet
04-Gemelli.- kehamilan ganda- duo atau tripletMelianaJayasaputra
 
Contoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdf
Contoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdfContoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdf
Contoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdfCandraMegawati
 
Modul Ajar Pendidikan Pancasila Kelas 5 Fase C
Modul Ajar Pendidikan Pancasila Kelas 5 Fase CModul Ajar Pendidikan Pancasila Kelas 5 Fase C
Modul Ajar Pendidikan Pancasila Kelas 5 Fase CAbdiera
 
PELAKSANAAN + Link2 Materi TRAINING "Effective SUPERVISORY & LEADERSHIP Sk...
PELAKSANAAN + Link2 Materi TRAINING "Effective SUPERVISORY & LEADERSHIP Sk...PELAKSANAAN + Link2 Materi TRAINING "Effective SUPERVISORY & LEADERSHIP Sk...
PELAKSANAAN + Link2 Materi TRAINING "Effective SUPERVISORY & LEADERSHIP Sk...Kanaidi ken
 
Dinamika Hidrosfer geografi kelas X genap
Dinamika Hidrosfer geografi kelas X genapDinamika Hidrosfer geografi kelas X genap
Dinamika Hidrosfer geografi kelas X genapsefrida3
 
AKSI NYATA MODUL 1.2-1 untuk pendidikan guru penggerak.pptx
AKSI NYATA MODUL 1.2-1 untuk pendidikan guru penggerak.pptxAKSI NYATA MODUL 1.2-1 untuk pendidikan guru penggerak.pptx
AKSI NYATA MODUL 1.2-1 untuk pendidikan guru penggerak.pptxWirionSembiring2
 
Laporan Guru Piket untuk Pengisian RHK Guru Pengelolaan KInerja Guru di PMM
Laporan Guru Piket untuk Pengisian RHK Guru Pengelolaan KInerja Guru di PMMLaporan Guru Piket untuk Pengisian RHK Guru Pengelolaan KInerja Guru di PMM
Laporan Guru Piket untuk Pengisian RHK Guru Pengelolaan KInerja Guru di PMMmulyadia43
 
Materi Pertemuan Materi Pertemuan 7.pptx
Materi Pertemuan Materi Pertemuan 7.pptxMateri Pertemuan Materi Pertemuan 7.pptx
Materi Pertemuan Materi Pertemuan 7.pptxRezaWahyuni6
 
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 4 Fase B
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 4 Fase BModul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 4 Fase B
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 4 Fase BAbdiera
 
Bab 6 Kreatif Mengungap Rasa dan Realitas.pdf
Bab 6 Kreatif Mengungap Rasa dan Realitas.pdfBab 6 Kreatif Mengungap Rasa dan Realitas.pdf
Bab 6 Kreatif Mengungap Rasa dan Realitas.pdfbibizaenab
 
HARMONI DALAM EKOSISTEM KELAS V SEKOLAH DASAR.pdf
HARMONI DALAM EKOSISTEM KELAS V SEKOLAH DASAR.pdfHARMONI DALAM EKOSISTEM KELAS V SEKOLAH DASAR.pdf
HARMONI DALAM EKOSISTEM KELAS V SEKOLAH DASAR.pdfkustiyantidew94
 
Kesebangunan Segitiga matematika kelas 7 kurikulum merdeka.pptx
Kesebangunan Segitiga matematika kelas 7 kurikulum merdeka.pptxKesebangunan Segitiga matematika kelas 7 kurikulum merdeka.pptx
Kesebangunan Segitiga matematika kelas 7 kurikulum merdeka.pptxDwiYuniarti14
 
tugas 1 anak berkebutihan khusus pelajaran semester 6 jawaban tuton 1.docx
tugas 1 anak berkebutihan khusus pelajaran semester 6 jawaban tuton 1.docxtugas 1 anak berkebutihan khusus pelajaran semester 6 jawaban tuton 1.docx
tugas 1 anak berkebutihan khusus pelajaran semester 6 jawaban tuton 1.docxmawan5982
 
Kelompok 2 Karakteristik Negara Nigeria.pdf
Kelompok 2 Karakteristik Negara Nigeria.pdfKelompok 2 Karakteristik Negara Nigeria.pdf
Kelompok 2 Karakteristik Negara Nigeria.pdftsaniasalftn18
 
Tugas 1 pembaruan dlm pembelajaran jawaban tugas tuton 1.docx
Tugas 1 pembaruan dlm pembelajaran jawaban tugas tuton 1.docxTugas 1 pembaruan dlm pembelajaran jawaban tugas tuton 1.docx
Tugas 1 pembaruan dlm pembelajaran jawaban tugas tuton 1.docxmawan5982
 
Karakteristik Negara Mesir (Geografi Regional Dunia)
Karakteristik Negara Mesir (Geografi Regional Dunia)Karakteristik Negara Mesir (Geografi Regional Dunia)
Karakteristik Negara Mesir (Geografi Regional Dunia)3HerisaSintia
 
Lembar Catatan Percakapan Pasca observasidocx
Lembar Catatan Percakapan Pasca observasidocxLembar Catatan Percakapan Pasca observasidocx
Lembar Catatan Percakapan Pasca observasidocxbkandrisaputra
 
aku-dan-kebutuhanku-Kelas 4 SD Mapel IPAS
aku-dan-kebutuhanku-Kelas 4 SD Mapel IPASaku-dan-kebutuhanku-Kelas 4 SD Mapel IPAS
aku-dan-kebutuhanku-Kelas 4 SD Mapel IPASreskosatrio1
 

Recently uploaded (20)

Paparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptx
Paparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptxPaparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptx
Paparan Refleksi Lokakarya program sekolah penggerak.pptx
 
REFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdf
REFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdfREFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdf
REFLEKSI MANDIRI_Prakarsa Perubahan BAGJA Modul 1.3.pdf
 
04-Gemelli.- kehamilan ganda- duo atau triplet
04-Gemelli.- kehamilan ganda- duo atau triplet04-Gemelli.- kehamilan ganda- duo atau triplet
04-Gemelli.- kehamilan ganda- duo atau triplet
 
Contoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdf
Contoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdfContoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdf
Contoh Laporan Observasi Pembelajaran Rekan Sejawat.pdf
 
Modul Ajar Pendidikan Pancasila Kelas 5 Fase C
Modul Ajar Pendidikan Pancasila Kelas 5 Fase CModul Ajar Pendidikan Pancasila Kelas 5 Fase C
Modul Ajar Pendidikan Pancasila Kelas 5 Fase C
 
PELAKSANAAN + Link2 Materi TRAINING "Effective SUPERVISORY & LEADERSHIP Sk...
PELAKSANAAN + Link2 Materi TRAINING "Effective SUPERVISORY & LEADERSHIP Sk...PELAKSANAAN + Link2 Materi TRAINING "Effective SUPERVISORY & LEADERSHIP Sk...
PELAKSANAAN + Link2 Materi TRAINING "Effective SUPERVISORY & LEADERSHIP Sk...
 
Dinamika Hidrosfer geografi kelas X genap
Dinamika Hidrosfer geografi kelas X genapDinamika Hidrosfer geografi kelas X genap
Dinamika Hidrosfer geografi kelas X genap
 
AKSI NYATA MODUL 1.2-1 untuk pendidikan guru penggerak.pptx
AKSI NYATA MODUL 1.2-1 untuk pendidikan guru penggerak.pptxAKSI NYATA MODUL 1.2-1 untuk pendidikan guru penggerak.pptx
AKSI NYATA MODUL 1.2-1 untuk pendidikan guru penggerak.pptx
 
Laporan Guru Piket untuk Pengisian RHK Guru Pengelolaan KInerja Guru di PMM
Laporan Guru Piket untuk Pengisian RHK Guru Pengelolaan KInerja Guru di PMMLaporan Guru Piket untuk Pengisian RHK Guru Pengelolaan KInerja Guru di PMM
Laporan Guru Piket untuk Pengisian RHK Guru Pengelolaan KInerja Guru di PMM
 
Materi Pertemuan Materi Pertemuan 7.pptx
Materi Pertemuan Materi Pertemuan 7.pptxMateri Pertemuan Materi Pertemuan 7.pptx
Materi Pertemuan Materi Pertemuan 7.pptx
 
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 4 Fase B
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 4 Fase BModul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 4 Fase B
Modul Ajar Bahasa Indonesia Kelas 4 Fase B
 
Bab 6 Kreatif Mengungap Rasa dan Realitas.pdf
Bab 6 Kreatif Mengungap Rasa dan Realitas.pdfBab 6 Kreatif Mengungap Rasa dan Realitas.pdf
Bab 6 Kreatif Mengungap Rasa dan Realitas.pdf
 
HARMONI DALAM EKOSISTEM KELAS V SEKOLAH DASAR.pdf
HARMONI DALAM EKOSISTEM KELAS V SEKOLAH DASAR.pdfHARMONI DALAM EKOSISTEM KELAS V SEKOLAH DASAR.pdf
HARMONI DALAM EKOSISTEM KELAS V SEKOLAH DASAR.pdf
 
Kesebangunan Segitiga matematika kelas 7 kurikulum merdeka.pptx
Kesebangunan Segitiga matematika kelas 7 kurikulum merdeka.pptxKesebangunan Segitiga matematika kelas 7 kurikulum merdeka.pptx
Kesebangunan Segitiga matematika kelas 7 kurikulum merdeka.pptx
 
tugas 1 anak berkebutihan khusus pelajaran semester 6 jawaban tuton 1.docx
tugas 1 anak berkebutihan khusus pelajaran semester 6 jawaban tuton 1.docxtugas 1 anak berkebutihan khusus pelajaran semester 6 jawaban tuton 1.docx
tugas 1 anak berkebutihan khusus pelajaran semester 6 jawaban tuton 1.docx
 
Kelompok 2 Karakteristik Negara Nigeria.pdf
Kelompok 2 Karakteristik Negara Nigeria.pdfKelompok 2 Karakteristik Negara Nigeria.pdf
Kelompok 2 Karakteristik Negara Nigeria.pdf
 
Tugas 1 pembaruan dlm pembelajaran jawaban tugas tuton 1.docx
Tugas 1 pembaruan dlm pembelajaran jawaban tugas tuton 1.docxTugas 1 pembaruan dlm pembelajaran jawaban tugas tuton 1.docx
Tugas 1 pembaruan dlm pembelajaran jawaban tugas tuton 1.docx
 
Karakteristik Negara Mesir (Geografi Regional Dunia)
Karakteristik Negara Mesir (Geografi Regional Dunia)Karakteristik Negara Mesir (Geografi Regional Dunia)
Karakteristik Negara Mesir (Geografi Regional Dunia)
 
Lembar Catatan Percakapan Pasca observasidocx
Lembar Catatan Percakapan Pasca observasidocxLembar Catatan Percakapan Pasca observasidocx
Lembar Catatan Percakapan Pasca observasidocx
 
aku-dan-kebutuhanku-Kelas 4 SD Mapel IPAS
aku-dan-kebutuhanku-Kelas 4 SD Mapel IPASaku-dan-kebutuhanku-Kelas 4 SD Mapel IPAS
aku-dan-kebutuhanku-Kelas 4 SD Mapel IPAS
 

PPT KIMIA Bab 1 sampai 6, institut pertanian Bogor

  • 1. KIM1100 Semester 2-2023/2024 KIMIA UMUM PROGRAM PENDIDIKAN KOMPENTENSI UMUM Departemen Kimia FMIPA IPB Inovasi Kimia di Dunia
  • 2. Kimia-Chemistry-Chemie-‫كيمياء‬-化学 Ilmu yang mempelajari tentang zat dan materi seperti sifat, struktur dan komposisi, interaksi antar zat yang berbeda beserta perubahannya termasuk energi yang menyertainya. Nilon Plastik Obat Sel Surya Kimia sebagai Ibu ilmu-ilmu yang lain
  • 3. Ciri Perubahan Kimiawi Larutan asam asetat (CH3COOH) direaksikan dengan natrium hidrogen karbonat (NaHCO3) akan menghasilkan gas karbon dioksida (CO2) (Pembentukan gas) Larutan natrium sulfida (Na2S) dicampurkan dengan kadmium nitrat (Cd(NO3)2 akan menghasilkan suatu padatan berwarna kuning (Pembentukan endapan) Logam aluminum (Al) dicampurkan dengan besi (III) oksida (Fe2O3) pada wadah keramik atau tembikar akan menghasilkan panas dan cahaya terang (Pelepasan energi atau cahaya atau bau) Penambahan asam klorida (HCl) yang berwarna bening ke larutan merah kobalt nitrat (Cd(NO3)2 akan menghasilkan perubahan dari merah menjadi larutan warna biru (Perubahan warna)
  • 4. Kimia dari Masa ke Masa: Teknologi Zaman Mesir ◼ Kosmetik digunakan pada bagian mata wanita Mesir disebut Kohl merupakan campuran dari galena (PbS) dan antimon sulfide (Sb2S3). Industri kaca sudah ada dengan bahan dasarnya adalah Na2CO3, SiO2 dan CaO (terbuat dari CaCO3 yang dibakar). Campuran tersebut dipanaskan hingga 1000oC. ◼ Gambar dan warna yang masih utuh sering ditemukan pada peti mati raja-raja Mesir seperti warna biru. Warna biru mesir (Egyptian blue) merupakan pewarna sintetik anorganik yang pertama di dunia yang dibuat dari reaksi Cu2CO3(OH)2, SiO2 dan CaCO3 pada suhu 800-1000oC sehingga terbentuk senyawa calcium copper silicate (CaCuSi4O10 atau CaO.CuO.4SiO4). Warna biru mesir sekarang digunakan untuk forensic sidik jari yaitu mempertajam fluoresen ketika diradiasi oleh sinar infra merah. ◼ Pisau Firaun (Tutankhamun) ditemukan di peti mumi, dan tidak berkarat atau rusak setelah terkubur selama 3300 tahun. Terbuat dari bahan besi meteor yang kandungan nikelnya tinggi. Penambahan logam nikel 8% atau kromium 11% akan membuat alloi yang kuat dan tahan tidak berkarat yang disebut stainless steel
  • 5. Kimia dari Masa ke Masa: Kembang Api dari China
  • 6. Invensi Kimia 100 Tahun: Sintesis Ammonia Siklus Nitrogen di Alam Fotosintesis Tanaman Pupuk Kandang
  • 7. Sumber-sumber nitrogen sebelum Proses Haber-Bosch ditemukan Pupuk Kandang, Guano (kotoran burung padat yang terakumulasi di pulau subtropis/tropis) Chilean Nitrate (natrium nitrat) mineral yang ditambang di Chili dan Peru Produk sampingan di industri berat: amonium sulfat • Gas dari kokas diproduksi terutama di industri baja • Dihasilkan dengan mereaksikan ammonia dengan asam belerang Proses Fiksasi Nitrogen: • Proses Electric Arc (1901- Niagara Falls) Menggunakan arus listrik untuk mengkombinasikan gas nitrogen dan oksigen di udara untuk membentuk nitrat oksida (NO). NO diubah menjadi asam nitrat, lalu diubah menjadi kalsium nitrat atau natrium nitrat • Proses Sianamida (1907-Italia) Batu kapur dibakar untuk membentuk kalsium oksida; digabungkan dengan kokas dalam tanur listrik menghasilkan kalsium karbida. Kalsium karbida (CaC2) direaksikan dengan N pada temperatur tinggi untuk membentuk kalsium sianamida (CaCN2). Kalsium sianamida (CaCN2) dijadikan produk seperti amonia; amonium fosfat; asam nitrat; amonium nitrat Invensi Kimia 100 Tahun: Sintesis Ammonia
  • 8. Berbagai Senyawa Turunan dari Gas Ammonia Invensi Kimia 100 Tahun: Sintesis Ammonia
  • 9. Invensi Kimia 100 Tahun: Sintesis Ammonia Trend pertumbuhan populasi manusia dengan penggunaan ammonia di abad 20 Tahun 1934 Tahun 1913 Sumber Ammonia Pre dan Post Haber-Bosch
  • 11. ◼ Antibiotik adalah senyawa kimia yang memiliki kemampuan dalam menghambat pertumbuhan, menghancurkan atau mematikan mikroorganisme dengan menggunakan konsentrasi rendah. ◼ Penicillin ditemukan secara tidak sengaja oleh Alexander Fleming pada 1928 ketika biakan bakteri staphylococcus di cawan petrinya terkontaminasi oleh jamur Penicillium. Senyawa antibakteri tersebut selanjutnya disebut penicillin. ◼ Penelitian tentang penicillin oleh Fleming mengalami stagnan karena kesulitan dalam mendapatkan senyawaan antibakteri tersebut dalam jumlah besar dari jamur untuk diberikan kepada pasien. ◼ Tahun 1938 Penelitian dilanjutkan oleh grup peneliti di Oxford University, Howard Florey dan Ernst Chain dan ditemukan berbagai jenis senyawa penicillin yaitu penicillin F, G, K, O,V dan X. Ahli jamur, Norman Heatley dilibatkan untuk produksi skala besar Invensi Kimia 100 Tahun: Antibiotik Penicillin
  • 12. Cerita Sukses Produksi Penicillin Secara Masal Florey mencari perusahaan farmasi di Amerika Serikat untuk mengembangkan produksi masal namun perusahaan kurang tertarik Amerika Serikat terlibat Perang Dunia ke 2 setelah pasukan Kekaisaran Jepang menyerang Pearl Harbor Pemerintah Amerika Serikat memberikan dana sebesar $ 80 juta kepada 4 perusahaan untuk mengembangkan produksi masal Produksi masal dimulai, penggunaan pertama penicillin oleh tentara Inggris di Afrika Utara Produksi penicillin mampu memasok kebutuhan pengobatan bagi tentara sekutu di D-Day (Penyerbuan di Pantai Normandia) Tentara Amerika Serikat telah menggunakan 2 juta dosis penicillin tiap bulannya Penicillin diproduksi untuk masyarakat umum ◼ Juni 1941 ◼ Des 1941 ◼ 1942 ◼ 1943 ◼ Juni 1944 ◼ 1945 ◼ Post PD2
  • 13. Struktur Kimia dan Antibiotik Turunan dari Penicillin The Nobel Prize in Chemistry 1964 ◼ Struktur kimia penicillin ditemukan oleh Dorothy Crowfoot Hodgkin pada tahun 1945 yaitu terdiri dari cincin -lactam yang berikatan dengan cincin tiazolidin . ◼ Hodgkin mendapat hadiah Nobel Kimia tahun 1964 atas penggunaan teknik kristalografi sinar X-ray untuk penentuan struktur molekul biokimia seperti vitamin B-12 dan insulin ◼ Antibiotik turunan dari penicillin dapat disintesis secara biosintesis dan semi- sintesis yaitu mengubah gugus R dengan molekul yang diinginkan. Penicillin sebagai molekul awal dihasilkan dari jamur penicillium chrysogenum
  • 14. Bahaya Resistensi Terhadap Antibiotik Antibiotics Growth Promoters (AGP) di Industri Peternakan
  • 15. Era-Nanomaterial Aircraft-Aerospace Information Technology Environment National Security-Defense Advance Materials Transportation Energy Medicine-Health Nanomaterial merupakan material yang dimensi ukuran di bawah 100 nm. 1 nm = 109Angstrom atau 10-9 meter. Ukuran 1 nm kurang lebih ukuran 10 atom hydrogen atau 30 atom logam atau 1 molekul gula. Virus corona memiliki ukuran sekitar 100 nm, bakteri berukuran 1000 nm.
  • 16. TV dan Monitor PC Tabung (CRT) TV B/W TV, Monitor PC, HP dan Smartphone (LCD) TV dan Monitor Era 2000 - sekarang Era 1950-2000 Batere Litium dan Liquid Crystal Display
  • 17. Batere dari masa ke masa: Energy Storage
  • 18. Batere dari masa ke masa: Energy Storage Mobil listrik-Tesla Penyimpan listrik di PLT Angin Laptop semakin tipis dan ringan Batere litium mudah meledak (sebelum th 90) Post th 90
  • 19. Batere Litium: Hadiah Nobel 2019 Era 70- Whittingham menemukan cara untuk memanfaatkan energi potensial dalam litium, sbg sumber tenaga alternatif Era 80- Goodenough memakai senyawa logam yang berbeda dan menggandakan energi potensialnya menjadi empat volt. Pada tahun 1985, Yoshino menggunakan bahan berbasis karbon yang menyimpan ion litium, yang akhirnya membuat baterai tersebut layak dan aman secara komersial di era 90-. Puncak dari penelitian ketiga peneliti yang menghasilkan baterai paling kuat, ringan, dan dapat diisi ulang yang pernah ada di dunia.
  • 20. ◼ CRT menggunakan elektron yang ditembakkan ke layar sehingga mengenai senyawa fosforesen dan timbul suatu warna menjadi suatu gambar. ◼ LCD memiliki sumber cahaya putih yang konstan intensitasnya di bagian belakang dan molekul organik cair yang memiliki fungsi sebagai “tirai atau jendela” diantara dua filter kaca atau plastik polarized yang berbeda sudutnya. Intensitas warna putih dapat diatur dengan mengubah sudut molekul organik tersebut pada dua elektrode akibat pengaturan tegangannya. Filter warna adalah RGB (red, green, blue) sebagai warna dasar. Cathode Ray Tube (CRT) vs Liquid Crystal Display (LCD)
  • 21. Monitor LCD dapat dibuat karena memenuhi empat hal berikut ini: ◼ Cahaya bisa dipolarisasikan atau diubah sudutnya ◼ Molekul liquid crystal dapat meneruskan dan mengubah sudut cahaya ◼ Orientasi struktur molekul liquid crystal dapat diubah karena arus listrik ◼ Adanya material dari plastik atau gelas yang dapat menghantarkan listrik Liquid Crystal Display (LCD) Film ITO (Indium Tin Oxide)  Sudut Meneruskan cahaya  Efek dua filter yang diubah sudutnya
  • 22. Fase Padat Ada orientasi dan keteraturan Fase Cair: Tidak ada orientasi atau keteraturan Fase Nematic: ada orientasi, dan tidak ada keteraturan Fase Smectic: ada orientasi dengan keteraturan Liquid Crystal Kristal cair merupakan material yang memiliki fase di antara fase padat dan cair sehingga memiliki kedua fase tersebut secara bersamaan. Kristal cair lebih cenderung dekat dengan fase cair karena sensitive terhadap temperatur Fase nematik ("seperti benang"), molekul-molekulnya memiliki orientasi ke arah yang sama tetapi bebas melayang secara acak, seperti dalam cairan biasa. Karena polaritasnya, kesejajaran molekul seperti batang dapat dikontrol dengan mengatur medan listrik. Fase smektik ("seperti sabun"), molekul disusun berlapis-lapis, dengan sumbu molekul yang panjang kira-kira tegak lurus dengan bidang laminar. Setiap lapisan dapat saling tergelincir dengan cara yang mirip dengan yang diamati pada grafit. Smectit Nematic
  • 23. Pixel: Picture Element Kombinasi warna Warna Red Green Blue (RGB) 4-siano-4'-pentilbifenil (C18H19N) atau nama dagannya 5CB. Disintesis oleh George William Gray, Ken Harrison dan J.A Nash (University of Hull) di tahun 1972. Panjang sekitar 2 nm, fase transisi dari fase kristal ke fase nematic pada suhu 24oC, dan menjadi fase isotropik pada suhu 35oC
  • 24. Metode Ilmiah adalah suatu pendekatan sistematik untuk melakukan penelitian. Hipotesis merupakan suatu penjelasan yang bersifat tentatif untuk sekelompok hasil pengamatan. Hukum adalah suatu pernyataan matematis atau pernyataan verbal yang ringkas tentang hubungan antar fenomena- fenomena yang selalu sama dalam keadaan yang sama. METODE ILMIAH ◼ Pengamatan ◼ Muncul pertanyaan dan pengumpulan informasi awal ◼ Hipotesis ◼ Penelitian atau percobaan ◼ Analisis data ◼ Kesimpulan ◼ Pelaporan atau penulisan ilmiah ◼ Jika tidak sesuai dengan hipotesa, ulangi lagi ke tahapan hipotesa
  • 25. Alexander Fleming (1881-1955) Pembuktian dengan Metode Ilmiah Penemuan Penicillin ◼ Penicillin ditemukan secara tidak sengaja oleh Alexander Fleming pada 1928 ◼ Biakan bakteri staphylococcus terkontaminasi oleh jamur penicillium ◼ Menggunakan metode ilmiah untuk memastikan penemuan penicillin Waduh… kok bakterinya pada mati ya #%??! ✓ Melakukan pengecekan untuk melihat jamur apa yang tumbuh di cawan Petri. Tahapan Pengumpulan informasi Awal dan Pertanyaan Jika akan dilakukan percobaan, apa yang harus digunakan? ✓ Fleming menduga kalau jamur yang tumbuh di cawan Petri bisa mematikan bakteri Jika saya oleskan penicillium pada biakan bakteri, maka bakteri akan mati Tahapan Hipotesis Tahapan Pengamatan Apakah jamur menyebabkan bakterinya mati? ✓ Biakan bakteri Staphylococcus terkontaminasi oleh jamur Penicillium, dan teramati bakteri mati di sekitar jamur tersebut Penicillium notatum pada jeruk
  • 26. Dibuat biakan bakteri yang tanpa pengolesan jamur sebagai pembanding Pembuktian dengan Metode Ilmiah Penemuan Penicillin Tahapan Percobaan dan Analisis ✓ Fleming mengoleskan jamur pada biakan bakteri, dan dilakukan pengamatan apakah ada bakteri yang mati Disimpulkan bahwa Jamur Penicillium menyebabkan bakteri mati Tahapan Kesimpulan ✓ Fleming dapat membuktikan bahwa jamur Penicillium menyebabkan biakan bakteri mati Tahapan Report, Publikasi Ilmiah. Pertemuan Ilmiah dan Hak Kekayaan Intelektual
  • 27. Penggolongan Materi ◼ Material penyusun segala sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang disebut materi. ◼ Berikut cara mengklasifikasikan materi:
  • 28. ◼ Materi diklasifikasikan menurut komposisinya. • Zat murni memiliki komposisi tetap atau pasti. • Campuran mengandung dua atau lebih zat berbeda yang secara fisik dicampur tetapi tidak digabungkan secara kimiawi Materi: Zat Murni atau Campuran ◼ Zat murni dapat diklasifikasikan sebagai • Materi yang memiliki komposisi tetap atau pasti • Unsur yang tersusun dari satu jenis atom seperti Cu, Pb, Al. • Senyawa yang tersusun dari dua atau lebih unsur yang digabungkan dengan perbandingan yanga sama Kaleng minuman tersusun banyak unsur aluminum Logam Cu tersusun atom-atom Cu Hidrogen peroksida
  • 29. ◼ Garam dapur merupakan senyawa yang mengandung unsur natrium dan klorida ◼ Peguraian garam dapur, NaCl, akan menghasilkan unsur natrium dan klorida Pemisahan Unsur Pada Senyawa
  • 30. Pemisahan campuran dengan filtrasi Campuran Homogen dan Heterogen ◼ Campuran adalah suatu materi yang terdiri dari: ✓Dua atau lebih zat yang secara fisik dicampur tetapi tidak digabungkan secara kimiawi. ✓Dua atau lebih zat dalam proporsi berbeda. ✓Zat yang dapat dipisahkan dengan metode fisik. • Campuran homogen memiliki komposis yang seragam dan tercampur seluruhnya sehingga tidak dapat dilihat ada bagian yang berbeda • Campuran heterogen memiliki komposisi yang bervariasi dengan bagian yang tercampur telihat perbedaannya. Gas untuk scuba diving merupakan campuran yang homogen dengan isinya : • nitrox (oxygen and nitrogen gases) • heliox (oxygen and helium gases) • trimix (oxygen, helium, and nitrogen gases) Campuran nitrox pada tanki scuba
  • 31. Penggolongan Materi dan Pengukuran • Zat diidentifikasi dari sifat-sifatnya dan dari susunannya • Sifat Fisika : diukur dan diamati tanpa mengubah susunan atau identitas suatu zat (warna, titik leleh, titik didih, kerapatan) • Sifat Kimia : diamati dengan melakukan perubahan kimia (gas hidrogen terbakar dalam gas oksigen menghasilkan air) • Sifat yang dapat diukur terbagi dalam dua golongan: • Sifat ekstensif : bergantung pada seberapa banyak materi yang diukur ( massa, panjang, volume) • Sifat intensif : Suhu, kerapatan, titik leleh, titik didih
  • 34. ATOM UNTUK PERDAMAIAN KIMIA UMUM TEACHING LABORATORY KIMIA PROGRAM PENDIDIKAN KOMPETENSI UMUM DEPARTEMEN KIMIA 2021
  • 35. Capaian Pembelajaran Mampu menjelaskan 1. Konsep dasar teori struktur atom dan partikel penyusun atom 2. Bentuk radiasi dan reaksi inti 3. Aplikasi radioaktif pada bidang pertanian, kesehatan, forensik, dan bisnis energi nuklir 4. Bencana nuklir
  • 36. TEORI STRUKTUR ATOM RADIASI DAN REAKSI INTI APLIKASI RADIOAKTIF BENCANA NUKLIR
  • 37. Teori Struktur Atom • Democritus (400 B.C) • “atomos” = tidak dapat dibagi → “atom” = unit terkecil dari suatu materi • Seluruh materi tersusun dari atom yang sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat • Atom padat sempurna, tidak memiliki struktur internal, dan terdapat ruang kosong antar atom • Setiap atom dari zat yang berbeda memiliki ukuran, berat, dan bentuk yang berbeda • John Dalton (1800) • Model “Bola Pejal” • Seluruh materi tersusun dari partikel kecil yang disebut atom • Atom tidak dapat dihancurkan dan tidak dapat diubah • Unsur dicirikan oleh berat atomnya • Ketika unsur-unsur bereaksi, atom-atomnya bergabung membentuk senyawa yang baru
  • 38. • J.J Thomson (1890) • Elektron ditemukan melalui percobaan “Tabung Berkas Sinar Katode” • Berkas sinar bergerak dari katode menuju anode, melewati kumparan pembelok berkutub positif-negatif • Sinar dibelokkan menjauhi kutub negatif → sinar bermuatan negatif yang disebut “corpuscles” → “elektron” • Elektron memiliki bobot 2000x lebih ringan dari atom hidrogen dengan rasio muatan/massa (e/m) = • 1,76 x 108 C/g • Model “Puding Kismis” • Bola pejal bermuatan positif (puding) • Elektron bermuatan negatif terdispersi di seluruh bagian bola (kismis) • Kelemahan: Thompson tidak meprediksi adanya pergerakan elektron Penemuan Elektron Thomson memenangkan Nobel tahun 1906 atas penemuan elektron Model Atom Thompson Percobaan “tetes minyak” oleh Robert Millikan: • Muatan elektron = -1,6 x 10-19 C • Massa elektron = 9,1 x 10-28 g Millikan memenangkan Nobel bidang Fisika tahun 1923 atas penemuan muatan elektron https://youtu.be/GzMh4q-2HjM https://youtu.be/nwnjYERS66U
  • 39. • Ernest Rutherford (1910) • Melalui “Percobaan Lempeng Emas” partikel alfa yang bermuatan positif dari sumber radioaktif ditembakkan pada lempeng emas, pembelokkan partikel yang menembus lempeng emas dideteksi pada layar berfluorescent. • Sebagian besar partikel tidak dibelokkan, dan ada partikel yang dipantulkan • Rutherford menyimpulkan bahwa terdapat pusat positif pada lempeng emas → “nukelus” Penemuan Proton dan Inti Atom Model Atom Thompson • Model “Inti” • Inti atom bermuatan positif sebagai pusat atom (ukuran sangat kecil dibading ukuran atom) dan elektron berputar mengelilingi inti atom • Kelamahan: pergerakan elektron mengitari inti → elektron kehilangan energi → jatuh ke dalam inti → atom hancur https://youtu.be/1EdTw4I6L0U https://youtu.be/B-k_kMwB1zM Rutherford memenangkan Nobel Kimia tahun 1908
  • 40. • Niels Bohr (1913) • Model atom Bohr yang dikenal dengan model “Planet” menyempurnakan model Inti Rutherford → model “Rutherford-Bohr” • Elektron bergerak mengelilingi inti (mengorbit) pada lintasan yang memiliki tingkat energi yang tetap dan terkuatisasi • Elektron dapat berpindah hanya pada orbit diskrit tertentu • Cahaya hanya diserap dan dipancarkan saat elektron loncat dari orbital stabil yang satu ke orbital stabil lainnya • Kelamahan: tidak sesuai untuk atom dengan nomor atom besar • Erwin Schrodinger (1920) • Model “Awan”, model yang digunakan hingga saat ini • Elektron tidak bergerak pada orbit yang pasti • Dengan menggunakan pendekatan “mekanika kuantum”, kemungkinan orbital di mana elektron berada dapat diprediksi, namun tidak dapat menentukan lokasi pastinya • Jenis orbital yang mungkin bergantung pada tingkat energi yang dijelaskan oleh Bohr
  • 41. • James Chadwick (1932) • Penemuan inti atom pada model atom Rutherford dinilai belum lengkap → percobaan lebih lanjut menunjukkan massa inti rerata 2x dari jumlah proton • Percobaan Chadwick menunjukkan terdapat partikel lain yang memiliki massa setara dengan proton tapi tidak bermuatan → “neutron” • Semua inti atom memiliki neutron, kecuali hidrogen Penemuan Neutron https://youtu.be/hbd1fOKfReg Chadwick memenangkan Nobel Fisika tahun 1935 atas penemuan neutron INTI ATOM • Inti atom terdiri atas proton (muatan positif) dan neutron (netral) • Massa proton ≈ massa neutron, yaitu 2000 kali lebih besar dari massa elektron • Jumlah muatan positif inti atom sama dengan jumlah muatan negatif yang berasal dari elektron → muatan atom menjadi netral • Muatan listrik: a. 1 elektron: -1.60 x 10-19 C b. 1 proton: +1.60 x 10-19 C
  • 42. • Jumlah neutron dalam inti dapat bervariasi • Menyebabkan adanya ISOTOP (unsur yang mengandung atom dengan nomor atom (jumlah proton) sama tetapi massanya berbeda Z A X (A) Nomor massa atom → jumlah proton dan neutron (Z) Nomor atom → jumlah proton = jumlah elektron pada atom netral NOMOR ATOM DAN NOMOR MASSA H 1 1 H (D) 2 1 H (T) 3 1 U 235 92 U 238 92
  • 43. Radioaktivitas: Peluruhan Inti Atom Kecenderungan suatu unsur untuk melepaskan radiasi sebagai akibat dari perubahan yang terjadi pada inti atom Mengapa peluruhan inti terjadi ? Radiasi dan Reaksi Inti
  • 44. • Tiga bentuk utama radiasi: - partikel α (dikenal juga 2 4 𝐻𝑒) - partikel β (berupa 𝛽− atau−1 0 𝑒(elektron) dan 𝛽+ atau +1 0 β (positron) - sinar γ Pada medan magnet α dan β dibelokkan ke arah berlawanan (muatan berbeda), γ tidak dibelokkan (tidak bermuatan) Perbedaan kekuatan penetrasi partikel α, β, γ
  • 45. Inti yang kaya proton dapat meluruh dalam tiga bentuk, yaitu: a. Mengemisikan partikel α ( ), contoh: b. Mengemisikan positron ( ), contoh: c. Menangkap elektron ( ), contoh: Inti yang kaya neutron (miskin proton) tidak akan stabil sehingga akan meluruh membentuk proton dengan melepaskan elektron (partikel β-) Emisi sinar γ terjadi saat inti yang berada pada tingkat tereksitasi, meluruh ke tingkat yang lebih rendah • Bentuk peluruhan inti atom:
  • 46. ❖ Fenomena radioaktivitas umum yang terjadi di jagad raya (misal sinar kosmik, radioaktivitas dari mineral tanah) ❖ Pengaruh radiasi terhadap organisme bergantung pada dosis paparan ❖ Pada dosis paparan rendah, radiasi dapat meregenarasi bagian yang rusak ❖ Saat melebihi dosis paparan dengan waktu yang panjang, dapat menyebabkan sel mati atau kode genetiknya berubah (mutasi gen) • Dosis paparan radioaktif:
  • 47. ❖ Bahaya radiasi dinyatakan dalam satuan Roentgen Equivalent Man (REM) ❖ Dosis radiasi yang mematikan dimulai dari 500 REM (persentase kematian 50 % bila terpapar dalam waktu singkat) ❖ Radiasi dari sumber alami atau pengobatan biasanya kurang dari 1 REM (sering dinyatakan dalam milirem; 1/1000 REM)
  • 48. • Radiasi di sekitar kita:
  • 49. Reaksi Inti • Fisi nuklir: pembelahan inti atom dipelajari pertama kali oleh Otto Hahn dan Fritz Strassmann tahun 1938, menggunakan inti atom uranium-235 Neutron menumbuk inti atom dan diserap oleh inti atom Neutron yang terserap menyebakan inti atom terdeformasi (berubah bentuk) Dalam waktu sekitar 10-14 detik, terjadi deformasi yang sangat drastis sehingga inti atom tidak dapat kembali ke bentuk semula Inti membelah (fisi) dan melepaskan 2-3 neutron Dalam waktu sekitar 10-12 detik, fragmen fisi (inti terbelah) kehilangan energi kinetik, mengemisikan sejumlah sinar Gamma. Fragmen fisi disebut produk fisi Produk fisi kehilangan kelebihan energi melalui peluruhan radioaktif. Mengemisikan partikel dalam jangka waktu tertentu (hitungan detik, bahkan hingga ribuan tahun)
  • 50. https://youtu.be/0Tgtv1CAfxI ❖ Fisi nuklir yang disebabkan oleh tumbukan antara 1 neutron dan 1 atom Uranium-235 akan menghasilkan 2-3 partikel neutron ❖ Partikel neutron yang dihasilkan dari proses fisi yang pertama akan menumbuk atom Uranium-235 lainnya dan fisi nuklir berikutnya terjadi, proses berulang → Reaksi Rantai ❖ Reaksi fisi hanya terjadi pada uranium-235 yang radioaktif (0.7% dari total bijih uranium) ❖ Bila neutron diserap oleh uranium-238 yang tidak radioaktif atau oleh unsur lainnya, maka reaksi rantai akan berhenti Reaksi rantai pada fisi nuklir
  • 51. ❖ Massa kritis: massa minimum yang dibutuhkan agar reaksi rantai fisi nuklir dapat berlangsung ❖ Bongkahan (lebih dari 1 atom) kecil (massa subkritis) uranium menghasilkan reaksi rantai yang cepat berakhir karena neutron lebih cepat mencapai permukaan dan meninggalkan uranium ❖ Bongkahan besar (massa superkritis) uranium menghasilkan reaksi rantai yang melepaskan energi yang sangat besar sebelum neutron mencapai permukaan dan meninggalkan uranium ❖ Dengan massa yang lebih besar dari massa kritis, reaksi rantai fisi dapat menimbulkan ledakan dengan energi yang besar → prinsip dari salah satu jenis bom nuklir Massa kritis radioaktif Peledak digunakan untuk mendorong bongkah subkritis memasuki selongsong agar kedua subkritis bertumbukan Radioaktif sumber neutron Bongkah subkritis uranium Bom fisi nuklir Hiroshima, Jepang 1945
  • 52. • Fusi nuklir: Dua atom atau lebih bergabung membentuk 1 atau lebih inti atom dan partikel subatomic (proton atau neutron). ❖ Inti-inti atom yang bergabung (fusi) akan menghasilkan energi ❖ Reaksi fusi terjadi di pusat matahari atau bintang lainnya yang menghasilkan energi yang sangat besar ❖ Uji coba bom termonuklir (bom hidrogen) pada tahun 1952 yang menggunakan prinsip fusi nuklir menghasilkan daya ledak 500x lebih hebat dibandingkan bom atom yang dijatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki Jepang (1945) https://www.livescience.com/53280-hydrogen-bomb-vs-atomic-bomb.html?jwsource=cl
  • 53. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir PLTN Fisi Nuklir ❖ Menggunakan uranium-235 sebagai bahan bakar reaksi fisi nuklir ❖ Panas yang dihasilkan fisi nuklir digunakan untuk memanaskan air sehingga menghasilkan uap air untuk memutar turbin yang akan menggerakkan generator → menghasilkan listrik ❖ Kelemahan: limbah radioaktif; kelimpahan uranium-235 yang kecil; mengatur jumlah bahan bakar tidak melebihi massa kritis U-235 ❖ Alternatif bahan bakar: Torium PLTN Fusi Nuklir ❖ Menggunakan panas yang dihasilkan dari fusi nuklir ❖ Dibutuhkan bahan bakar dan sel terbatas dengan suhu, tekanan dan waktu pengurungan yang cukup untuk menghasilkan plasma agar fusi nuklir bisa terjadi ❖ Metode: “Tokamak” (Toroidal Chamber Magnetic Coils); Inertial Confinement Fusion (ICF) ❖ Kelebihan: relative lebih aman; tidak menghasilkan limbah radioaktif; menghasilkan energi lebih besar; bahan bakar deuterium dan tritium melimpah ❖ Kekurangan: reaksi fusi nuklir sangat sensitif terhadap lingkungan (suhu, jumlah bahan bakar, kontaminan) https://youtu.be/tRMyLPbe1Fk https://youtu.be/R7WPEYGr1Vs
  • 54. Aplikasi Radioaktif Bidang Pertanian dan Pangan • C-13: Evaluasi benih toleran kekeringan dan salinitas • N-15; P-32: Telusur aliran pupuk dan efektivitas pemupukan
  • 55. Bidang Pertanian Pengendalian hama: Sterile Insect Technique • Radiasi sinar γ ❖ Iradiasi sinar Gamma dilakukan untuk sterilisasi serangga jantan ❖ Serangga jantan steril dilepaskan ke habitat, jika melakukan perkawinan, maka betina akan menghasilkan telur yang infertil Pemuliaan tanaman ❖ Iradiasi sinar Gamma pad bibit untuk menghasilkan tanaman dengan sifat yang diinginkan
  • 56. ❖ Co-60 menghasilkan sinar γ → Digunakan meradiasi produk pertanian. ❖ Sinar γ membunuh mikroorganisme penyebab pembusukan. ❖ Umur simpan produk lebih Panjang ❖ Makanan hanya menerima radiasi, tidak berubah menjadi penghasil radiasi (dikonfirmasi melalui alat detektor radiasi setelah proses radiasi) Meningkatkan umur simpan produk pertanian
  • 57. Bidang Sains • DHO; N-15; O-18: Deteksi dan penjejakan polutan nitrat dalam perairan Jung et al. 2020. Stable isotopes of water and nitrate for the identification of groundwater flowpaths: A review. Water 12(138). doi:10.3390/w12010138
  • 58. Kalsium-47 Bidang Kesehatan dan Forensik • Ca-47: Mempelajari metabolisme tulang dan diagnosis tumor tulang • I-131: Diagnosis dan pengobatan kanker tiroid • Tl-201: Studi kardiologi • Xe-133: Mempelajari ventilasi paru-paru
  • 59. • C-14: Menentukan umur fosil (carbon dating) ❖C-14 dihasilkan di atmosfer dan diserap oleh tumbuhan melalui proses fotosintesis ❖Melalui rantai makanan, C-14 memasuki tubuh hewan dan manusia ❖C-14 berhenti terserap ke dalam tubuh saat hewan/manusia mati → mengalami peluruhan radioaktif, memancarkan partikel beta membentuk N-14 ❖Dengan mengukur rasio C-14/C-12, umur fosil bisa ditentukan ❖C-14 memiliki waktu paruh 5730 tahun (dalam 5730 tahun, setengah (50%) C-14 akan meluruh) https://www.youtube.com/watch?v=phZeE7Att_s
  • 60. Bidang Industri • Cf-252: ✓ Menentukan komposisi minyak pada industri minyak ✓ Sumber neutron untuk memulai reaksi fisi pada reaktor nuklir ✓ Komponen alat untuk deteksi bahan peledak ✓ Deteksi korosi pada badan pesawat terbang • Ir-192: ✓ Mengidentifikasi kebocoran pipa ✓ Mengidentifikasi retakan, korosi, distorsi pada pesawat • Am-241: Mengidentifikasi asap; digunakan untuk alarm kebakaran ❖ Am-241 akan mengeisikan partikel alfa yang akan terionisasi di udara dan mengalirkan arus di antara 2 electrode ❖ Jika asap masuk ke dalam detector, asap akan menyerap partikel alfa dan menganggu aliran arus dan menyalakan bunyi alarm
  • 61. Bisnis Nuklir untuk Aplikasi Non-Energi ❖Penggunaan teknologi radioisotope untuk kebutuhan non-energi sangat luas ❖Dampak ekonomi pada tahun 2019: - USA: 532 milyar USD - Jepang: 233 milyar USD ❖Pasar global teknologi peralatan berbasis radiasi ionisasi (IR): lebih dari 500 milyar USD per tahun dengan rerata pertumbuhan per tahun 3-6% dan memiliki prospek eksport Data Compound Annual Growth Rate (CAGR) beberapa sector teknologi IR - Peralatan dan sistem radiasi frekuensi terahertz : >31% - MRI radioterapi: >20% - Radiofarmasi dan terapi: 7-9% Bezdek RH. 2020. Global market for radiation application. Reeference Module in Earth System and Environmental Science https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409548-9.12336-X
  • 62. Skala Kejadian Nuklir dan Radiologi Internasional ( International Nuclear and Radiological Event Scale; INES) Skala yang diperkenalkan pada tahun 1990 oleh Badan Tenaga Atom Internasional (In- ternational Atomic Energy Agency) untuk memungkinkan pemberitahuan informasi ke- selamatan jika suatu saat terjadi kecelakaan nuklir. 3 – Insiden serius 2 – Insiden 1 – Anomali 0 – Tidak ada ancaman keselamatan 7 – Kecelakaan besar 6 – Kecelakaan serius 5 – Kecelakaan berdampak besar 4 – Kecelakaan berdampak kecil Tingkatan skala dan indicator: Kecelakaan dan Bencana Nuklir
  • 63. PLTN Chernobyl (Uni Soviet): 26 April 1986 ❖ Salah satu reaktornya meledak dan terbakar selama 9 hari serta menghasilkan radiasi 100 kali lebih banyak radiasi dari bom atom yang dijatuhkan di Nagasaki dan Hiroshima ke udara ❖ Deposito radioaktif ditemukan di hampir setiap negara di belahan bumi utara ❖ Korban 64 tewas dan ribuan terkena kanker, 300 ribu penduduk harus dipindah, kerugian 6.7 Miliyar US Dollar (95 Trilyun Rupiah) ❖ Bangunan yang disebut “New Safe Confinement” dibuat di atas bekas reaktor untuk mengurangi efek radiasi dari radioaktif yang masih ada ke lingkungan
  • 64. PLTN Fukushima Dai Ichi (Jepang): 11 Maret 2011 ❖ Tsunami dahsyat yang ditimbulkan oleh gempa berkekuatan 9,0 di laut menghantam PLTN Fukushima Daiichi, merusak empat dari enam reaktor di lokasi tersebut ❖ Setelah sistem pendingin gagal, terjadi meltdown (kerusakan akibat panas yang tidak terkendali pada reaktor) sehingga melepaskan gas hidrogen dari reaktor dan terjadi ledakan sertaterjadi penyebaran material radioaktif ke udara ❖ Awalnya kecelakaan ini diklasifikasikan pada Level 5 (INES), namun menjadi INES Level 7 pada 12 April 2011 ketika perkiraan baru menunjukkan tingkat radiasi yang lebih tinggi ❖ Korban 2 meninggal namun potensi kanker akibat paparan radio-aktif berkisar lebih dari 1600 orang. ❖ Kerugian ditaksir 1.1 hingga 1.9 Milyar US dollar
  • 65. KIM1100 Semester 2-2023/2024 KIMIA UMUM PROGRAM PENDIDIKAN KOMPENTENSI UMUM Departemen Kimia FMIPA IPB Desain Material dari Masa ke Masa
  • 66. Capaian Pembelajaran: Setelah menyelesaikan mata kuliah ini, mahasiswa mampu menjelaskan konsep pembentukan ikatan kimia, kepolaran molekul, interaksi antar molekul, pengenalan senyawa organik dan anorganik, dan pengenalan material umum seperti kertas, plastik, gelas, metal, komposit TUJUAN
  • 67. TUJUAN Konsep ikatan kimia Kepolaran molekul, dan interaksi antar molekul Pengenalan senyawa organik dan anorganik Kertas dan plastik Besi dan Baja, Gelas keramik dan komposit IKHTISAR
  • 68. ∙ Elektron yang menempati kulit terluar menentukan sifat-sifat kimia atom, termasuk kemampuannya membentuk ikatan kimia. ∙ Elektron di kulit terluar dinamai elektron valensi (Latin: valentia, “kekuatan”), dan kulit yang ditempatinya disebut kulit valensi. ∙ Struktur elektron-titik atau disebut juga lambang titik Lewis menggambarkan elektron valensi sebagai titik di sekeliling lambang atom. Gilbert Newton Lewis 1. Konsep Ikatan Kimia: Lambang Titik Lewis
  • 69. ● Ikatan Kimia: daya tarik (attractive force) yang mengikat atom–atom dalam satu senyawa. ● Dua jenis Ikatan Kimia: 1. Ikatan ionik 2. Ikatan kovalen (kovalen polar dan nonpolar) ● Faktor utama yang berpengaruh terhadap jenis ikatan kimia: Keelektronegatifan ● Keelektronegatifan: kemampuan suatu atom untuk menarik elektron dalam ikatan kimia ● Atom dengan keelektronegatifan besar dapat mengambil elektron membentuk anion. ● Atom dengan keelektronegatifan kecil dapat menyumbang elek- tron membentuk kation ● Gas mulia: inert (stabil) tidak memiliki kecenderungan menyumbang atau menerima elektron Jenis Ikatan
  • 70. Ikatan kimia yang berupa interaksi elektrostatik antara dua atom yang mempunyai perbedaan keelektronegatifan yang sangat besar dan melibatkan transfer elekton sehingga terbentuk kation dan anion. Ikatan Ionik Ruby Sapphire Pasta Gigi
  • 71. Ikatan kimia yang ditandai dengan pemakaian elektron bersama antara dua atom, hal tersebut dikarenakan atom-atomnya mempunyai perbedaan keelektronegatifan kecil atau nol Ikatan Kovalen Ikatan rangkap – 2 atom menggunakan 2 atau lebih pasangan elektron bersama-sama. Kaidah oktet: atom memiliki cenderung untuk memiliki delapan elektron di kulit valensinya sehingga konfigurasi electron sama dengan gas mulia Gambarkan ikatan kovalen molekul gas metana (CH4)!
  • 72. Ikatan kovalen polar terjadi karena tidak meratanya pemakaian-bersama elektron. Elektron lebih dekat ke salah satu atom. H F Daerah kaya elektron Daerah miskin elektron Ikatan Kovalen Polar Klasifikasi ikatan berdasarkan perbedaan keelektronegatifan Perbedaan Tipe Ikatan 0 Kovalen >1,7 Ionik 0-1,7 Kovalen Polar
  • 73. ∙ Pada molekul diatomik, kepolaran molekul = kepolaran ikatan. Contoh: H2, O2, N2 🡪 molekul nonpolar HF, HCl, ClF 🡪 molekul polar ∙ Molekul triatomik dst. 🡪 bentuk molekul turut memengaruhi kepolaran NONPOLAR POLAR 2. Kepolaran Molekul CF4 atau tetrafluoromethane merupakan molekul yang sangat stabil dengan memiliki energi ikatan 515 kJ/mol. Molekul ini dapat berada di atmosfer selama 50.000 tahun dan merupakan gas rumah kaca. Kelarutan gas oksigen dalam air pada suhu 25oC dan tekanan 1 bar adalah 40 mg/L. Digunakan aerator di aquarium untuk menambah kandungan oksigen.
  • 74. 3. Gaya Antarmolekul Ikatan Hidrogen Ikatan antara atom H (yang terikat dengan atom yang sangat elektronegatif) dengan atom elektronegatif O, N, atau F. Gaya Dipol-dipol ∙ Molekul polar seperti HCl 🡪 dipol (dwi-kutub) ∙ Gaya antarmolekul air ini disebut gaya dipol-dipol. ∙ 20x lebih lemah daripada ikatan kovalen. Gaya London Gaya Tarik-menarik antarmolekul nonpolar sangat lemah 🡪 gaya dipol terinduksi-dipol terinduksi Molekul yang lebih besar lebih mudah membentuk dipol terinduksi.
  • 75. • Atom karbon (C) – Berikatan dengan atom karbon lainnya 🡪 rantai karbon – Dapat berikatan dengan atom unsur lain – Senyawaan berbasis-karbon jumlahnya tidak terhingga • Senyawaan berbasis-karbon (organik) – Berasal dari alam atau senyawa sintetik (dibuat manusia) – Memiliki sifat kimia, fisika, dan biologis yang unik – Memiliki beragam aplikasi (bahan bakar, polimer, obat-obatan, pertanian/ semua yang berhubungan dengan kehidupan manusia) Kimia Organik🡪 Ilmu kimia yang mempelajari senyawaan berbasis-karbon yang mengandung atom C, H, N, O, halogen, Si, P, S, atau B. 4. Pengenalan Kimia Organik Jeruk
  • 76. Hidrokarbon Senyawa yang hanya mengandung karbon dan hidrogen. Dibedakan berdasarkan: • Jumlah atom C • Jumlah atom H metana (CH4) nonana (C9H20) polietilena (jutaan C) ISOMER: urutan ikatan antara atom C dalam molekul-molekul dengan jumlah C yang sama Isomer kerangka 🡪 rumus molekul sama, rantai induk berbeda Tuliskan struktur n-butana dan isobutana Rantai Lurus Rantai Bercabang
  • 77. Sruktur Senyawa Hidrokarbon Hidrokarbon Jenuh • Setiap atom C mengikat empat atom tentangga dengan empat ikatan kovalen tunggal. • Istilah “jenuh” artinya setiap atom C mengikat 4 atom lain. Hidrokarbon Tak Jenuh • Ada satu atau lebih atom C yang berikatan rangkap (dua atau tiga) • Atom C rangkap mengikat <4 atom lain jadi disebut “takjenuh” • Senyawa: alkena, alkuna, dan aromatik Butana (C4H10) Butena (C4H8) Senyawa Aromatik • Senyawa organik yang mengandung satu atau lebih cincin benzena • Banyak senyawaan tersebut memiliki aroma (wangi, fragrant), senyawa turunan benzena 🡪 senyawa aromatik (bahkan bila tidak wangi sekalipun) Elektron valensi C = 4; Jumlah maksimum atom yang dapat diikat = 4 Berbeda dengan alkena: • Elektron pada ikatan rangkap benzena tidak “diam” pada satu posisi. • Elektron-elektron ini dapat bergerak bebas mengelilingi cincin (a): resonansi • Pergerakkan tersebut dapat digambarkan dengan menggambar lingkaran dalam cincin segi enam (b).
  • 78. Gugus Fungsi ● Heteroatom – atom selain C atau H yang terdapat dalam suatu molekul organic ● Gugus Fungsi – kombinasi atom- atom yang “berperilaku” layaknya satu kesatuan 🡪 dapat dibedakan menurut heteroatomnya. ● Molekul-molekul organik – digolongkan menurut jenis gugus fungsi yang dikandungnya.
  • 79. • Molekul organik yang mengandung gugus hidroksil yang terikat pada karbon jenuh • Gugus hidroksil = 1 atom oksigen terikat pada 1 atom hidrogen. • Karena ikatan O–H polar, alkohol berbobot molekul rendah sangat larut dalam air (yang juga sangat polar). Etanol • Bahan kimia paling tua yang diproduksi manusia • minuman keras alkohol, dibuat melalui fermentasi gula berbagai tumbuhan menggunakan ragi. • Di industri, digunakan sebagai pelarut. • Dibuat dari produk samping minyak bumi (misal etena) Alkohol Isopropanol • Alkohol gosok yang biasa tersedia di apotek • Mudah menguap, sehingga menim-bulkan efek dingin ketika dioleskan ke kulit • Dahulu digunakan untuk mengurangi demam tetapi isopropanol sangat toksik bila tertelan. • Isopropanol paling sering digunakan sebagai disinfektan topikal Resep pembuatan 1L hand sanitizer: isopropyl alkohol 99,8% sebanyak 751,5 mL, H2O2 3% sebanyak 41,7 mL, gliserol 98% sebanyak 14,5 mL, tepatkan menjadi 1L dengan air suling atau air yang telah direbus dan didinginkan.
  • 80. Metanol • Sebagian besar digunakan untuk membuat formaldehida dan asam asetat (bahan awal produksi plastik) • Sebagai pelarut, penggalak oktan, dan antibeku dalam bensin • Bilangan oktan metanol adalah 131 dan etanol 129 menurut RON (Research Octane Number) Metanol tidak boleh dikonsumsi! • Metanol dimetabolisme menjadi formaldehida (menimbulkan kebutaan, dahulu untuk mengawetkan spesimen biologi) dan asam format (menurunkan pH darah hingga tingkat berbahaya) • 15 mL metanol (sekitar 3 sendok makan) dapat menyebabkan kebutaan, • 30 mL dapat menimbulkan kematian Fenol • Gugus fenolik = gugus hidroksil terikat cincin benzena • Cincin benzena membuat H-hidroksil bersifat asam lemah • 1867, Joseph Lister menemukan sifat antiseptik dari fenol (alat bedah yang diolesi fenol meningkatkan keberhasilan operasi bedah). • Fenol bersifat merusak jaringan. • Dibuat turunan fenol yang lebih berkhasiat & efek samping rendah (misal: 4-n-heksilresorsinol). • Obat kumur Listerine™ (dari nama Joseph Lister) mengandung senyawa aktif: timol dan metil salisilat. Metanol dan Fenol
  • 81. Eter • Isomer fungsional dari alkohol. • Gugus eter: atom O terikat pada dua atom C. • Eter tidak tidak memiliki gugus OH, sehingga: • Tidak terlalu larut dalam air (ikatan hidrogen eter-air lemah) • Titik didihnya rendah karena gaya antarmolekulnya lemah (tidak ada ikatan hidrogen eter-eter) Contoh Dimetil eter vs Etanol • Berwujud gas pada suhu kamar (TD -25 °C) • Jika dibandingkan dengan etanol, berwujud cair pada suhu kamar (TD 78°C) • Kurang larut dalam air, sedangkan etanol sangat larut dalam air • Salah satu zat anastetik pertama yang digunakan manusia • Sangat mudah menguap pada suhu kamar • Masuk dan keluar dari aliran darah dengan cepat • Pasien dapat dibius lewat saluran pernafasan. Penggunaan pertama eter pada dokter gigi di tahun 1846 dan populer digunakan ketika perang saudara di Amerika Serikat (1861-1865) Etanol (C2H6O) Dimetil eter (C2H6O)
  • 82. Amina Gugus amina: atom N yg terikat pada satu, dua, atau tiga karbon jenuh. Ikatan N-H tidak sepolar O-H, sehingga: •Amina kurang larut dalam air dibandingkan alkohol •Titik didih amina < titik didih alkohol (dengan BM yang mirip), •Amina berbobot molekul rendah terkenal dengan baunya yang menyengat. • Amina bersifat basa, karena atom N dapat menerima sebuah H+ dari air” PUTRESINA DAN KADAVERINA Amina yang bertanggung jawab atas aroma daging busuk pada bangkai hewan atau tumbuhan pemakan serangga Amina aromatik primer digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan pewarna azo. Reaksi dengan asam nitrat membentuk garam diazonium dan diikuti reaksi penggandengan untuk membentuk senyawa azo. Senyawa ini banyak digunakan dalam industry pewarnaan tekstil seperti metil oranye, naftol , sudan red, azo violet, sunset yellow FCF, ponceau dan lainnya.
  • 83. Gugus Karbonil Satu atom karbon beri- katan rangkap dua de- ngan satu atom oksigen Aldehida, keton, asam karboksilat, amida dan ester mengandung gugus kabonil Keton = mengandung karbonil yang terikat pada 2 atom C. Contoh: Aseton – cairan pembersih cat kuku Aldehida = mengandung gugus karbonil yang terikat pada 1 atom C & 1 atom H. Kasus khusus 🡪 Karbonil pada formaldehida mengikat dua atom hidrogen Banyak aldehida memiliki wangi & citarasa tertentu • Aroma lemon – sitral • Aroma kayu manis – sinamaldehida • Aroma almond – benzaldehida • Citarasa vanila – vanilin • Vanilin juga timbul pada kertas buku-buku lama yang tidak bebas-asam Aldehida dan Keton
  • 84. Amida • Molekul organik yang memiliki gugus karbonil yang terikat pada atom N • Contoh: N,N-dietil-m-toluamida (DEET) - Amida penolak nyamuk - Menghilangkan kemampuan nyamuk dalam menentukan arah Asam karboksilat • Molekul organik dengan gugus karbonil yang terikat pada gugus hidroksil. • Bersifat asam lemah • Contohnya: asam asetat (C2H4O2 bahan utama cuka) dan asam salisilat Amida, Asam Karboksilat dan Ester Ester • Molekul organik yang mirip dengan asam karboksilat namun atom H pada OH digantikan oleh C 🡪 tidak bersifat asam • Ester sederhana memiliki aroma khas • Contoh senyawaan ester: - Etil format, rum - Isopentil asetat, pisang - Oktil asetat, jeruk - Oktil butirat, nanas - Metil butirat, apel - Isobutil format, raspberi - Metil salisilat,wintergreen Metil butirat (apel)
  • 85. Unsur Kelimpahan %massa Beberapa bentuk yang umum terpadat Oksigen 49,3 Air; silika; silikat; oksida logam; molekul oksigen (dalam atmosfir bumi) Silikon 25,8 Silika (pasir, kuarsa, agat, flint) silikat (feldspar, liat, mika) Aluminium 7,6 Silikat (liat, feldspar, mika); oksida (bauksit) Besi 1,7 Oksida (hematit, magnetit) Kalsium 3,4 Karbonat (gamping, marmer, kapur); sulfat (gips); fluorida (fluorit); silikat (feldspar, zeolit) Natrium 2,7 Klorida (garam batu, air laut); silikat (felspar, zeolit) Kalium 2,4 Klorida; silikat (feldspar, mika) Magnesium 1,9 Karbonat; klorida; sulfat (garam Epsom) Hidrogen 0,7 Oksida (air); bahan organik Titanium 0,4 Oksida Khlor 0,2 Garam (NaCl); silivit (KCl); karnalit (KCl, MgCl2.6H2O) Fosfor 0,1 Batuan fosfat Ca3(PO4)2; bahan organik Lain-lain 0,8 Mencakup C, N, S. Cu, Sn, Pb. Zn, Cr, F, Br, I dan Kelimpahan unsur dalam kerak bumi (kerak padat, air terestial dan atmosfer) ● Atom karbon merupakan unsur yang memegang peran sangat penting dalam kehidupan hayati, sehingga ilmu kimia organik, lebih banyak memfokuskan senyawaan yang mengandung karbon. Sedangkan unsur yang selain karbon, umumnya dimasukkan dalam unsur-unsur anorganik. Pada mata kuliah ini, unsur silikon dan beberap logam yang akan diulas. ● Atom silikon merupakan satu golongan dengan atom karbon dan dapat membentuk ikatan secara tetrahedra. Unsur Si mengkristal dengan struktur kubus pusat muka, sama halnya dengan intan. Bila intan sebagai insulator, grafit sebagai konduktor yang cukup baik maka silikon adalah semi konduktor. ● Silika tersusun unsur Si yang mengikat 4 atom oksigen, dan setiap atom O mengikat 2 atom Si. Ikatan tersebut dapat menyusun struktur yang meluas seperti jaringan yang sangat besar. 5. Senyawa Anorganik
  • 86. Senyawa Anorganik ● Kuarsa merupakan salah satu dari silika, memiliki kekerasan Mohs bernilai 7 (Nilai 10 untuk intan, bertitik cair 1700oC dan tidak penghantar arus listrik. ● Mineral silikat umumnya tidak mudah larut kecuali silikat dari logam alkali yang sederhana. Sifat umum dari mineral silikat adalah komplek anion silikatnya. Silika tersusun dari atom Si dan O saja, sedangkan silikat tersusun atom Si dan O dan unsur lain. Kuarsa adalah mineral silikat yang terbuat dari silika murni. Muskovit adalah mineral silikat yang mengandung atom Si, O, Al, K ● Unit dasar mineral silikat adalah tetrahedra sederhana yang tersusun 4 atom O dengan atom pusatnya Si. Tetrahedral tersebut dapat berbentuk: (a) unit terpisah; (b) bergabung menjadi rantai atau cincin dari 2, 3, 4 atau 6 gugus ; (c) bergabung membentuk rantai tunggal yang panjang; (d) rantai ganda; (e) tersusun dalam lembaran; (f) terikat menjadi kerangka tiga dimensi. Jenis mineral Jenis anion Mineral Komposisi (a) Ortosilikat SiO4 4- Zirkon ZrSiO4 Olivin MgSiO4 (b) Polisilikat Si2O7 6- Torveitit Sc2Si2O7 Si6O18 12- Beril Be3Al2Si6O18 (c) Piroksen Si–O rantai Diopsid CaMg(SiO3)2 Spodumene LiAl(SiO3)2 (d) Amfibol Si–O rantai ganda Termolit Ca2Mg5 (Si4O11)2(OH)2 Hornblende (Ca,Na,K)2-3(Mg,Fe,Al) (Si,Al)2Si6O22 (OH)2 (e) Mika Si–O lembaran Muskovit KAl2(AlSi3O10)(OH)2 (f) Zeolit Si–O kerangka tiga dimensi natrolit Na2Al2Si3O10·2H2O Beberapa contoh mineral silikat (f)
  • 87. 🡪 Logam Emas dan Platina ditemukan banyak dalam bentuk logamnya 🡪 Umumnya, di alam ditemukan dalam bentuk bijih dalam bentuk kimianya: ✔Al dan Fe dalam bentuk oksidanya yaitu Al2O3 dan Fe2O3 ✔Tembaga ditemukan sebagai calkopirit, CuFeS2 🡪 Ion logam biasanya terikat pada salah satu dari 5 jenis anion. Bentuk sulfida, karbonat, fosfat, dan oksida lebih sulit larut. Bentuk garam halida yang mudah larut air. 🡪 Kelimpahan bijih logam di alam tergantung pada posisinya pada daftar periodik 🡪 Bijih mineral logam merupakan sumber daya yang terbatas di Bumi 🡪 Recylce logam-logam dari limbah sangat diperlukan seperti limbah elektronik 🡪 Potensi penambangan logam Platina dan Emas dari Asteroid (mungkin akan nyata) Logam di Kerak Bumi
  • 88. Logam dan Senyawaan Berlogam 🡪 Dihasilkan dari bijih yang jumlahnya terbatas di kerak bumi 🡪 Sifat logam: menghantar panas dan listrik, tidak tembus cahaya, berubah bentuk oleh tekanan 🡪 Ion-ion logam diikat oleh elektron yang bergerak bebas, membentuk ikatan logam, akibatnya mempengaruhi sifat hantaran listik, panas dan kilauan 🡪 Dua atau lebih logam dapat digabungkan membentuk ikatan logam disebut aloi, contoh: emas putih (larutan homogen dari lelehan emas dan lelehan platina) 🡪 Modifikasi aloi dilakukan dengan mengubah proporsi logam penyusunnya 🡪 Koin US$ 1 dibuat dari tembaga yang dilapisi dengan aloi berwarna emas dari 77% tembaga, 12% seng, 7% mangan, dan 4% nikel Elektron dilepaskan oleh sekelompok logam, membentuk aliran elektron Tambang emas rakyat Tambang Nikel Koin US$ 1 Tambang Platina
  • 89. Pengolahan Bijih Menjadi Logam 🡪 Senyawa yang mengandung unsur logam dapat diubah menjadi logam melalui reaksi reduksi oksidasi 🡪 Kecenderungan logam untuk direduksi tergantung pada posisinya didaftar periodik Reduksi tidak membutuhkan; Membutuhkan energi yang besar 🡪 Logam Cu dengan kemurnian tinggi dihasilkan melalui elektrolisis Peta Negara Penghasil Tembaga Proses Elektrolisis Tembaga
  • 90. Pemurnian Logam dari Senyawa Sulfidanya 🡪 Logam dapat diperoleh dari senyawa sulfidanya melalui pengapungan (flotation). 🡪 Logam sulfida bersifat nonpolar sehingga berinteraksi baik dengan minyak 🡪 Bijih sulfida dicampur dengan air dan minyak, lalu oksigen dilewatkan pada campuran sehingga terbentuk gelembung yang kaya akan logam sulfida 🡪 Gelembung diambil dari campuran dan dibakar 🡪 Pemisahan tembaga dari bijihnya calkopirit, memerlukan beberapa langkah karena adanya logam Fe 🡪 CuS dan FeO ditambahkan dengan CaCO3 dan SiO2 dalam tanur sehingga CuS berubah menjadi Cu2S, CaCO3 dan SiO2 membentuk terak yang mengapung dan melarutkan besi 🡪 Tembaga sulfida diisolasi dan dibakar
  • 91. 6. KERTAS: Media Torehan Sejarah 🡪 Terbuat dari serat selulosa, dengan monomer glukosa melalui ikatan β-1,4-glikosida 🡪 Sudah dibuat di Cina 100 SM 🡪 serat selulosa dari kulit batang mulberry yang ditumbuk menjadi lembaran tipis 🡪 1798, mesin pembuat kertas ditemukan di Perancis 🡪 Mesin pembuat kertas lebih moderen disebut mesin Fourdrinier 🡪 Awalnya, kertas dibuat dari tanaman berserat seperti kulit batang kayu, tanaman perdu, dan berbagai jenis rumput 🡪 Kayu dimanfaatkan sebagai bahan baku kertas setelah ditemukan teknik penghilangan lignin dalam kayu menggunakan asam sulfat. Lignin merupakan senyawa polimer yang bersifat lengket dan tidak larut dalam air Mesin Fourdrinier
  • 92. 🡪 Resin (gondorukem) dan tawas digunakan untuk memperkuat kertas, dan dapat menyerap tinta dengan baik 🡪 Kekurangan: kertas mudah retak (bahan aditifnya bersifat asam, bertindak sebagai katalis penguraian serat selulosa), dan berwarna kuning 🡪 Klorin, titanium dioksida, dan hidrogen peroksida sebagai bahan pemutih. 🡪 Penggunaan klorin tidak lama karena dapat menyebabkan kanker dan dioksin 🡪 Senyawaan basa, ditemukan tahun 1950, kertas yang menggunakan bahan tambahan ini dapat bertahan 300 tahun. 🡪 Kalsium karbonat, dapat menggantikan titanium dioksida karena lebih murah. 🡪 Produksi kertas skala besar di USA dari willow (dedalu), kenaf (rami jawa), dan hemp (cannabis sativa). Di Indonesia menggunakan kayu akasia. Bahan Tambahan pada Pembuatan Kertas
  • 93. 7. POLIMER Elastomer (Karet) 1. Karet alam (poliisoprena) Awalnya dibuat melalui vulkanisasi karet alam yaitu: pengikatsilangan karet alam menggunakan senyawaan sulfur. Tujuan vulkanisasi karet alam (Charles Goodyear, 1839) 🡪 menghasilkan material yang lebih keras dari karet alam, dan elastis (efek taut- silang disulfida) 🡪 Terdiri dari tiga kelompok: 1) Elastomer; 2) Serat dan 3) Plastik 🡪 Sifat : termoset (tahan panas), termoplastik (tidak tahan panas) 🡪 Struktur: kristalin (teratur), amorf (tidak teratur) https://www.youtube.com/watch?v=Li-MKobBg5w https://www.youtube.com/watch?v=r_afZpvXeW0
  • 94. 3. Nitroselulosa 🡪 1845, Christian Schobein menemukan nitroselulosa, bahan yang mudah terbakar karena mengandung banyak gugus nitrosil yang mudah teroksidasi. 🡪 Nitroselulosa dalam pelarut eter atau alkohol menghasilkan gel kolodion, digunakan sebagai pembalut luka, bola bilyar, sisir, gelang, gigi palsu, penyokong bahan fotosensitif film 🡪 Dalam pelarut, kamfor menghasilkan seluloid (bola pingpong) 🡪 Kelemahan utama: mudah terbakar Inovasi Tanpa Henti 2. Karet sintetik berbasis petroleum 🡪 Dikembangkan tahun 1930 oleh DuPont namun tidak laku karena mahal. 🡪 Sejarah Perang Dunia ke 2, Malaysia dan Indonesia dikuasai Jepang. Rantai pasokan karet alam ke negara sekutu mengalami gangguan. 🡪 Karet SBR (stirena-butadiena rubber) 1950 volume produksinya telah melampaui karet alam. 🡪 Karet NBR (akrilonitril–butadiena rubber).Poli-cis-isoprena (diproduksi dengan katalis Ziegler-Natta; sifat-sifatnya nyaris sama dengan karet alam). 🡪 Poli-cis-butadiena (produksinya saat ini menempati urutan kedua setelah karet SBR). Tank mainan terbuat dari karet pada Perang Dunia ke 2
  • 95. SERAT 🡪 Lebih kuat dibandingkan elastomer dan plastik tapi memiliki kemampuan ulur yang rendah. Contoh: Nilon 6,6, Dakron, Orlon, rayon, viskosa (selulosa termodifikasi) (sintetik). kapas, wol, sutera (alami). 🡪 Ketahanan terhadap uluran: ✔Serat 🡪 memanjang <10% tanpa putus) ✔Plastik 🡪 20-100% ✔Elastomer (100-1000%) Viskosa 🡪 Ditemukan 1892, Charles Cross dan Edward Beven 🡪 Melarutkan selulosa dalam NaOH pekat dilanjutkan dengan CS2, menghasilkan larutan pekat berwarna kuning 🡪 Viskosa dalam asam kuat menghasilkan filamen selulosa yang dapat dipintal dikenal sebagai rayon 🡪 Viskosa yang dimodifikasi dengan cara dipipihkan menghasilkan selofan. 🡪 DuPont, 1926, menyempurnakan selofan sehingga dapat digunakan sebagai pembungkus makanan
  • 96. Abad PLASTIK 🡪 Tidak dapat dipintal seperti serat, tetapi dapat dicetak atau diekstrusi menjadi bentuk yang diinginkan atau dibentang menjadi film pengemas. 🡪 Contoh: Sintetik: Bakelit (resin fenolformaldehida), Teflon, Plexiglas, PE, PP, poli(ε-kaprolakton) (PCL) PVC, PS, PMMA, poli(asam laktat) (PLA) Alami: Poli(hidroksialkanoat) (PHA) seperti poli(3- hidroksibutirat) (PHB) dan poli(3-hidroksivalerat) (PHV) (dihasilkan bakteri tertentu). Bakelit (polifenol formaldehida) 🡪 plastik pertama yang digunakan secara luas Plexiglas, polivinil klorida (PVC), polimetilmetakrilat (PMMA) dan teflon juga dikembangkan pada masa perang dunia ke 2 Plexiglas Bakelit
  • 97. Plastik PET dan HDPE 🡪 Plastik yang digunakan untuk pengemas, ada yang aman dan ada yang berbahaya. 🡪 Tanda segitiga pada plastik menentukan tingkat keamanan. PET (Polyethylene Terephthalate). Sifat: ✔Hanya untuk sekali pakai ✔Agar kandungan kimia tidak banyak terlarut ✔Bukan untuk menyimpan makanan dan minuman yang panas, karena lapisan polimer akan berpindah ke makanan dan minuman. Manfaat: ✔Untuk botol kemasan air mineral, botol minyak goreng, jus, botol sambal, botol obat, dan botol kosmetik. ✔Ciri-ciri: Warna bening atau tidak berwarna dan jernih High Density Polyethylene (HDPE). Sifat: • Aman karena tidak bereaksi terhadap makanan atau minuman • Lebih kuat, keras, buram, dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. Manfaat: buat botol obat, botol susu cair, jerigen pelumas, dan botol kos-metik. Peringatan: Tidak untuk dipakai berulang kali. PET dapat direcycle
  • 98. PVC, LDPE dan PP Low Density Polyethylene (LDPE). Sifat: • Kuat, dan fleksibel • Permukaannya agak berlemak • Tahan suhu di bawah 60oC, • Sangat resisten terhadap senyawa kimia • Punya daya proteksi yang baik terhadap uap air, tetapi kurang baik bagi gas-gas yang lain seperti O2., nonbiodegradabel, • Dapat didaur ulang tetapi kuat. Manfaat: kantong kresek, tutup plastik, plastik pembungkus daging beku, dan berbagai macam plastik tipis lainnya. Polypropylene (PP) Sifat: • Transparan, • Tidak terlalu kuat, ringan, • Daya tembus uap yang rendah • Tahan terhadap lemak, dan • Stabil terhadap suhu tinggi. Pilihan terbaik tempat menyimpan makanan, botol minum, botol minum untuk bayi. Cari simbol ini bila membeli barang berbahan plastik. PVC (Polyvinyl Chloride). Sifat: Zat yang paling berbahaya. Manfaat: Untuk pipa selang air, pipa bangunan, mainan, taplak meja dari plastik, botol shampo. Peringatan: Jangan membungkus makanan yang panas dan berminyak, berbahaya bagi ginjal dan hati
  • 99. Abad Plastik: Kapan Berakhir? PS (Polystyrene) Sifat: Berbahaya bagi tubuh. Jika makanan ber- minyak dipanaskan dalam wadah ini, stirena (penyebab kanker) dapat berpin- dah ke dalam makanan. Manfaat: Kotak CD, casing, kabinet, sendok dan garpu, gelas, atau tempat makanan dari styrofoam Peringatan: berbahaya bila digunakan untuk membungkus makanan panas Other (O) selain kode no.1 hingga 6 • Styrene acrylonitrile (SAN), • Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), • Polycarbonate (PC), nylon, • Termasuk bioplastik yang terbuat dari tepung jagung, kentang, tebu Manfaat: Botol susu bayi, plastik kemasan, dan galon air. Plastik PC mengandung Bisphenol-A → berpotensi merusak sistem hormon dan berbahaya bagi tubuh.
  • 100. Dari BPA Ke Plastik Mikro 🡪 Bisphenol A (BPA) dan phthalates adalah dua bahan kimia dari plastik yang sering dikaitkan dengan resiko gangguan kesehatan. 🡪 Kedua senyawa tersebut diduga berdampak kepada resiko penyakit jantung, kanker, kelainan organ hati, diabetes, hormone, gangguan otak serta perilaku pada anak kecil. 🡪 Mikroplastik adalah potongan plastik yang memiliki ukuran kurang dari 5 mm dan menjadi pencemar di lingkungan perairan karena dapat bertahan lama karena sulit terurai. 🡪 Terdapat dua jenis mikroplastik: ✔mikro primer yang diproduksi langsung untuk produk tertentu yang dipakai manusia (seperti sabun, deterjen, kosmetik, dan pakaian), ✔mikro sekunder yang berasal dari penguraian sampah plastik di lautan. 🡪 Mikroplastik dapat ditelan oleh organisme hingga akhirnya mengalami bioakumulasi pada predator puncak, termasuk manusia 🡪 Efek mikroplastik terhadap kesehatan saat ini masih diteliti. Kabar terakhir sudah mencapai di Antartika
  • 101. 🡪 Atom besi ukurannya relative besar sehingga ketika ditempa atau dipadatkan terbentuk ruang kosong antar atom. Ruang kosong tersebut menunjukkan besi murni bersifat lunak. Ruang kosong atom besi tersebut dapat diisi oleh karbon menjadi perekat antar atom besi. Logam menjadi lebih kuat dan dikenal sebagai baja 🡪 Penambahan logam nikel 8% atau kromium 11% akan membuat alloi yang kuat dan tahan tidak berkarat yang disebut stainless steel 8. Besi dan Baja: Warisan Teknologi Masa Lampau Besi Baja
  • 102. 🡪 Bijih yg mengandung oksida logam dapat diubah menjadi logam secara efisien dalam tanur. 🡪 Logam yang masih mengandung pengotor (fosforus, sulfur, dan karbon) dibersihkan dengan meniupkan oksigen sehingga pengotor teroksidasi membentuk terak baru dan logam relatif murni (≈ 3% karbon) Produksi Besi vs Pertumbuhan Ekonomi Tungku oksigen
  • 103. 9. GELAS: Jendela Pengetahuan 🡪 Terak (slag) adalah produk samping dari peleburan logam dari bijih batuan yang mengandung oksida logam dan silikon oksida 🡪 Batuan silikat yang transparan tersebut jika yang dibakar dapat menjadi materi yang transparan yang disebut gelas. 🡪 Kacamata dibuat pertama kali di Italia abad ke-13. Abad ke 16 Galileo Galilei mengarahkan teleskop ke angkasa dan mengamati Planet Venus, bulan Jupiter, cincin Saturnus 🡪 Gelas adalah material amorf (susunan material yang tidak teratur) dengan beragam komposisi. Komposisi umum dari gelas adalah Na2SiO3 dan CaSiO3
  • 104. Keindahan Karya Seni Gelas 🡪 Penambahan bahan aditif pada gelas akan membuat sifat yang khas, seperti: ✔K2O, membuat gelas sangat keras dan diaplikasikan sebagai bahan optik ✔Timbal oksida membuat gelas menjadi lebih padat, memiliki indek bias yang tinggi, sehingga cahaya putih dibiaskan menjadi warna pelangi. Gelas seperti ini disebut gelas kristal karena sifatnya mirip dengan quartz yaitu kristalin silika (memiliki keteraturan pada strukturnya) ✔B2O3 (boron oksida) membuat gelas menjadi lebih tahan pada perubahan suhu yang (tinggi atau rendah) karena dapat menurunkan laju pengembangan kaca. Contoh kaca ini adalah pyrex, yang digunakan di laboratorium kimia dan peralatan masak. Kaca ini tahan dari bahan kimia yang korosif 🡪 Gelas yang bening juga dapat diwarnai. Kobalt oksida menghasilkan warna biru. Selenium menghasilkan gelas berwarna merah, dan iridium memberi warna hitam
  • 105. GELAS: Mendekatkan yang Jauh 🡪 Sumber cahaya yang digunakan biasanya adalah laser. Dapat mentransmisikan sinyal dari satu tempat ke tempat lain dengan cepat 🡪 Kecepatan transmisi pada serat optik sangat tinggi sebab indeks bias kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara, sedangkan laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. 🡪 Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga baik digunakan sebagai saluran komunikasi jarak jauh. 🡪 Sifat fisik gelas: ✔Transparan, mudah meleleh dan dapat dituang ✔Dapat diitiup menjadi berbagai bentuk, ketika dingin bentuknya tetap ✔Potongan antar kaca dapat tersambung dengan panas tanpa lem atau semen ✔Tahan terhadap bahan kimia yang bersifat korosif ✔Dapat diulur menjadi benang tipis yang panjang 🡪 Benang dari gelas sangat fleksibel, dapat dibungkus dengan kabel yang berfungsi sebagai pembawa data informasi yang sangat efisien. Kabel benang gelas ini dikenal sebagai kabel serat optik (fiber optik atau FO). Kabel ini berdiameter lebih kurang 120 micrometer. https://www.youtube.com/ watch?v=_T-wlLgB1zM
  • 106. 🡪 Lempung atau clay tersusun dari silikon oksida dan aluminium oksida yang dihubungkan dengan atom oksigen sebagai oksigen jembatan sehingga membentuk struktur aluminosilikat dan memiliki lapisan rongga yang dapat menjerap air. 🡪 Pada lempung, aluminosilikat ini seperti berbentuk mikrokapsul, dimana dalam keadaan basah, antar mikrokapsul mudah tergelincir karena fungsi air sebagai pelumas sehingga lempung dapat dibentuk sesuai bentuk model atau cetakan. Ketika mengering, mikrokapsul saling terkunci pada posisinya sehingga dapat mempertahankan bentuknya. 🡪 Pemanasan suhu tinggi, bagian silikon oksida meleleh menjadi gelas dan ketika suhu menjadi dingin, bagian gelas tersebut berikatan dengan mikrokapsul lain dan membentuk keramik yang padat dan keras serta tahan air. Proses tersebut merupakan pembuatan tembikar atau produk keramik lainnya. 10 KERAMIK: Riwayatmu Dulu
  • 107. 🡪 Keramik memiliki sifat ringan, keras, tahan panas yang sangat tinggi, tidak meleleh atau berkarat, ringan. Namun tidak bisa diulur menjadi kawat atau lembaran tipis seperti logam karena sifatnya mudah patah atau rapuh 🡪 Keramik modern mengandung unsur nonlogam seperti O, C, atau Si, juga unsur seperti logam transisi atau Al 🡪 Contoh keramik modern: SiC (silikon karbida atau disebut karborundum), keras seperti intan, digunakan sebagai rem supercar, pelapis luar pesawat luar angkasa (tahan panas sampai 2000oC) yang melindungi pesawat ketika masuk ke atmosfer Bumi. 🡪 Silikon nitride (Si3N4) adalah keramik yang digunakan pada mesin tur bin dan mesin roket luar angkasa 🡪 Keramik poros Al2O3 digunakan sebagai filter gas-gas beracun dan katalis pengubah gas buang pada kendaraan bermotor Keramik di Era Material Maju
  • 108. 🡪 Sistem kelistrikan merupakan proses penghantaran tenaga listrik dari pembangkit listrik untuk didistribusikan ke pelanggan melalui kabel dan gardu transmisi. 🡪 Elektron yang mengalir pada kawat tembaga (konduktor) sebagai arus listrik dapat bertabrakan dengan atom-atom tembaga dan diubah sebagai energi panas. Semakin jauh jaringan listrik maka kehilangan energi ini semakin besar sehingga terjadi inefisiensi dan bahkan listrik yang dihasilkan tidak sampai ke pelanggan. 🡪 Sebagai superkonduktor yang menghantar energi listrik dengan sangat efisien (dibandingkan konduktor kawat tembaga) melalui perendaman dalam nitrogen cair (-196 oC). 🡪 Superkonduktor memiliki daya tahan listrik nol, dan tidak menghasilkan panas SUPER KONDUKTOR: Arus Mengalir Sampai Jauh
  • 109. 11. KOMPOSIT: Paduan Dua Sifat yang Menyatu 🡪 Komposit adalah paduan dari dua atau lebih suatu material yang menjadi suatu material baru yang memiliki perbedaan sifat fisik dan kimianya dari material awal, seperti lebih ringan dan dua kali lebih kuat. Contoh komposit: ✔Campuran antara serta polimer dengan logam, atau keramik ✔Campuran plastik termoset dengan serat polimer lainnya 🡪 Komposit alami: Mengapa pohon dapat tumbuh menjulang tinggi dan menopang dahan yang besar? ✔Serat selulosa yang fleksibel berkomposit dengan matriks lignin (polimer alam) Mengapa cangkang kerang lebih kerasa dibandingkan dengan batu kapur? ✔Cangkang kerang merupakan komposit antara kristal CaCO3 yang termatriks pada serat polypeptide 🡪 Komposit buatan Konkrit : Campuran antara semen dengan bahan agregat lain seperti pasir, batu dan air, yang akan mengeras dengan bertambahnya waktu. Semen merupakan pemanasan batu kapur dan bahan yang mengandung silika (SiO2) dan alumina (Al2O3) tinggi pada suhu 1500oC. Semen kalau tercampur dengan air akan memadat namun tidak memiliki kekuatan yang besar jika dibandingkan dengan tercampurnya dengan bahan lain.
  • 110. 🡪 Komposit diperkenalkan tahun 1960 melalui fiberglass (serat gelas yang pendek pada matriks resin termoset) 🡪 Komposit carbon yang canggih dibuat melalui penganyaman bahan serat sebelum dicampurkan ke dalam resin, divakum dan dipanaskan pada suhu tinggi. 🡪 Komposit serat karbon yang ringan dan tahan terhadap tekanan dan temperatur ekstrim digunakan pada bodi mobil F1, bodi supercar seperti Lexus, Lamborghini, Ferrari, hingga pesawat Boeing 787. Umumnya bodi supercar dan pesawat adalah logam aluminum yang ditempa karena ringan, namun sekarang berkurang penggunaannya dan digantikan dengan serat karbon yang ringan dan lebih kuat Semakin Ringan Semakin Cepat
  • 111. Ketahanan dan Keamanan Pangan Berkelanjutan Kimia Umum TEACHING LABORATORY KIMIA DIREKTORAT PENDIDIKAN KOMPETENSI UMUM DEPARTEMEN KIMIA
  • 112. Capaian Pembelajaran Mahasiswa mampu menjelaskan tentang ketahanan pangan yang berkaitan erat dengan pertanian untuk kehidupan, makromolekul dan nutrisi pangan, tren pertanian dan pangan di masa depan dan mendorong untuk pengembangan bisnis produk pangan halal
  • 113. Outline…. Pengertian ketahanan dan keamanan pangan Pertanian untuk kehidupan Makromolekul dan nutrisi pangan Tren pertanian dan pangan di masa depan Bisnis produk halal dan autentikasi halal
  • 115. Pangan sebagai kebutuhan dasar dan hak asasi manusia 🡪 peran sangat penting bagi kehidupan suatu bangsa. ▪ UUD 1945 pasal 27 ▪ Deklarasi Roma (1996) ▪ UU No. 7/1996 tentang Pangan. Pasal 27 ayat UUD 1945: 1. Segala warga negara bersama kedudukannya di dalam hukum dan pemerintahan wajib menjunjung hukum dan pemerintahan itu dengan tidak ada kecualinya. 2. Tiap-tiap warga negara berhak atas pekerjaan dan penghidupan yang layak bagi kemanusiaan. 3. Setiap warga negara berhak dan wajib ikut serta dalam upaya pembelaan negara. Deklarasi Roma 1996 1. Komitmen bersama masyarakat dunia untuk mewujudkan ketahanan pangan bagi setiap orang, dan menghapuskan penduduk yang kelaparan dan mengurangi kemiskinan di seluruh negara. 2. Sasaran kuantitatifnya 🡪 mengurangi ½ jumlah penduduk rawan pangan paling lambat tahun 2015. Pada tahun 1996, ada ± 800 juta jiwa, sasaran pengurangannya ± 400 juta jiwa selama 20 tahun, atau rerata 20 juta jiwa/tahun. World Food Summit Bila ketersediaan pangan < kebutuhan 🡪 menciptakan ketidak-stabilan ekonomi, gejolak sosial dan politik 🡪 membahayakan stabilitas ekonomi dan stabilitas Nasional.
  • 116. Ketahanan Pangan Kedaulatan Pangan Kemandirian Pangan Keamanan Pangan KETAHANAN PANGAN "kondisi terpenuhinya Pangan bagi negara sampai dengan perseorangan, yang tercermin dari tersedianya pangan yang cukup, baik jumlah maupun mutunya, aman, beragam, bergizi, merata, dan terjangkau serta tidak bertentangan dengan agama, keyakinan, dan budaya masyarakat, untuk dapat hidup sehat, aktif, dan produktif secara berkelanjutan“ UU No. 18/2012 tentang Pangan World Health Organization (WHO) 🡪 3 komponen utama ketahanan pangan, yaitu 1. ketersediaan pangan, 2. akses pangan, dan 3. pemanfaatan pangan.
  • 117. Kedaulatan, Kemandirian dan Keamanan Pangan Kedaulatan Pangan • Hak negara dan bangsa yang secara mandiri menentukan kebijakan Pangan yang menjamin hak atas Pangan bagi rakyat dan yang memberikan hak bagi masyarakat untuk menentukan sistem Pangan yang sesuai dengan potensi sumber daya lokal Kemandirian Pangan • Kemampuan negara dan bangsa dalam memproduksi Pangan yang beraneka ragam dari dalam negeri yang dapat menjamin pemenuhan kebutuhan pangan yang cukup sampai di tingkat perseorangan dengan memanfaatkan potensi sumber daya alam, manusia, sosial, ekonomi, dan kearifan lokal secara bermartabat Keamanan Pangan PP 86 tahun 2019 • Kondisi dan upaya yang diperlukan untuk mencegah Pangan dari kemungkinan cemaran biologis, kimia, dan benda lain yang dapat mengganggu, merugikan, dan membahayakan kesehatan manusia serta tidak bertentangan dengan agama, keyakinan, dan budaya masyarakat sehingga aman untuk dikonsumsi
  • 118. Keamanan Pangan 🡪 Bahan Tambahan Pangan (BTP) 1. antibuih (antifoaming agent); 2. antikempal (anticaking agent); 3. antioksidan (antioxidant); 4. bahan pengkarbonasi (carbonating agent); 5. garam pengemulsi (emulsifying salt); 6. gas untuk kemasan (packaging gas); 7. humektan (humectant); 8. pelapis (glazing agent); 1. pemanis (sweetener); 2. pembawa (carrier); 3. pembentuk gel (gelling agent); 4. pembuih (foaming agent); 5. pengatur keasaman (acidity regulator); 6. pengawet (preservative); 7. pengembang (raising agent); 8. pengemulsi (emulsifier); 9. pengental (thickener); 10. pengeras (firming agent); 1. penguat rasa (flavour enhancer); 2. peningkat volume (bulking agent); 3. penstabil (stabilizer); 4. peretensi warna (colour retention agent); 5. perisa (flavouring); 6. perlakuan tepung (flour treatment agent); 7. pewarna (colour); 8. propelan (propellant); 9. sekuestran (sequestrant). Penetapan ambang batas maksimal ditetapkan dengan memperhatikan fungsi teknologi dan risiko Keamanan Pangan pada setiap golongan Bahan Tambahan Pangan dan kategori Pangan.
  • 119. KETERSEDIAAN PANGAN Kemampuan memiliki sejumlah pangan yang cukup untuk kebutuhan dasar Pertukaran Distribusi Produksi 1. Kepemilikan Lahan Dan Penggunaannya 2. Jenis Dan Manajemen Tanah; 3. Pemilihan, Pemuliaan, Dan Manajemen Tanaman Pertanian; 4. Pemuliaan Dan Manajemen Hewan Ternak; Pemanenan 5. Perubahan Temperatur Dan Curah Hujan 6. Pemanfaatan Lahan, Air, Dan Energi Untuk Menumbuhkan Bahan Pangan Sering Kali Berkompetisi Dengan Kebutuhan Lain 7. Pemanfaatan Lahan Pertanian Berubah Menjadi Pemukiman atau Hilang Akibat Desertifikasi, Salinisasi, Dan Erosi Tanah Karena Praktik Pertanian Yang Tidak Lestari 1. Penyimpanan, Pemrosesan, Transportasi, Pengemasan, Dan Pemasaran Bahan Pangan 2. Infrastruktur Rantai Pasokan Dan Teknologi Penyimpanan Pangan 3. Infrastruktur Transportasi Yang Tidak Memadai Dapat Menyebabkan Peningkatan Harga Hingga Ke Pasar Global 4. Produksi Pangan Per Kapita Dunia Sudah Melebihi Konsumsi Per Kapita, Namun Di Berbagai Tempat Masih Ditemukan Kerawanan Pangan Karena Distribusi Bahan Pangan Telah Menjadi Penghalang Utama Dalam Mencapai Ketahanan Pangan FAKTOR-FAKTOR World Health Organization (WHO)
  • 120. AKSES PANGAN Kemampuan memiliki sumber daya, secara ekonomi maupun fisik, untuk mendapatkan bahan pangan bernutrisi AKSES LANGSUNG rumah tangga mempro- duksi bahan pangan sendiri AKSES EKONOMI rumah tangga membeli bahan pangan yang diproduksi di tempat lain FAKTOR ▪ Kemampuan membeli dan besarnya alokasi bahan pangan ▪ Selera pada suatu individu dan rumah tangga PEMANFAATAN PANGAN Kemampuan dalam memanfaatkan bahan pangan dengan benar dan tepat secara proporsional Penyiapan & Proses Fasilitas kesehatan FAKTOR ▪ Jumlah dan kualitas pangan yang dijangkau oleh anggota keluarga. ▪ Harus aman ▪ Memenuhi kebutuhan fisiologis suatu individu Kualitas sanitasi Edukasi nutrisi Organisasi Pangan dan Pertanian (FAO) 🡪 4. KESTABILAN World Health Organization (WHO)
  • 121. Tantangan untuk mencapai ketahanan pangan 1. Degradasi lahan Penggurunan atau desertifikasi 🡪 jenis degradasi lahan ketika lahan yang relatif kering menjadi semakin gersang, kehilangan badan air, vegetasi, dan hewan liar. Faktor: perubahan iklim dan kegiatan manusia. ▪ Pertanian intensif 🡪 penurunan kesuburan tanah dan penurunan hasil. ▪ ± 40% lahan pertanian di dunia terdegradasi serius ▪ Contoh: Afrika, 🡪 hanya mampu memberi makan seperempat penduduknya saja pada tahun 2025 Erosi di USA Erosi di Israel Erosi tanah; angin meniupkan lapisan tanah atas yang kering Ethiopia's famine: Remembering 30 years https://www.youtube.com/watch?v=6SVByPiF6iQ https://www.youtube.com/watch?v=P6vIZfIdt9Y
  • 122. 2. Hama dan penyakit Contoh: penyakit tanaman Ug99 🡪 kehilangan hasil pertanian hingga 100% Upaya: Keanekaragaman genetika dari kerabat liar gandum 🡪 untuk memperbarui varietas modern 🡪 pemuliaan tanaman Tantangan untuk mencapai ketahanan pangan Karat batang 🡪 penyakit tanaman serealia, penyebabnya fungi Puccinia graminis. Spesies tanaman yang diserang: gandum roti, gandum durum, barley, dan triticale. Epidemi karat batang saat ini menyebar melintasi Afrika menuju Timur Tengah. Upaya: mengembangkan gandum tahan penyakit karat batang, strain UG99 dari fungi ini.
  • 123. 3. Krisis air global Tinggi muka air tanah terus menurun di beberapa negara dikarenakan pemompaan yang berlebihan 🡪 kelangkaan air dan menurunkan produksi tanaman pangan Contoh penyebab: Reklamasi padang pasir dan mengubah lembah Ica yang kering di Peru menjadi pensuplai asparagus dunia Contoh: China, India, Afghanistan, Ajlazair, Mesir, Iran, Meksiko, dan Pakistan Tantangan untuk mencapai ketahanan pangan Kanal irigasi telah menjadikan kawasan padang pasir yang kering di Mesir menjadi lahan pertanian
  • 124. 4. Perubahan iklim ▪ Cuaca ekstrem 🡪 kekeringan dan banjir ▪ Berpotensi mengurangi hasil pertanian dan peningkatan harga pangan akan terjadi ▪ Dampak 🡪 perubahan produktivitas, gaya hidup, pendapatan ekonomi, infrastruktur, dan pasar. ▪ Diperkirakan setiap peningkatan 2.5% harga pangan, jumlah manusia kelaparan akan meningkat 1% Tantangan untuk mencapai ketahanan pangan 5. Konversi atau alih fungsi lahan Alih fungsi lahan pertanian menjadi lahan non pertanian Contoh ▪ Pembangunan jalan tol, perumahan dan Kawasan industry di Pulau Jawa ▪ Produksi komoditas pertanian seperti padi di Pulau Jawa semakin menurun ▪ Data Badan Pusat Statistika mencatat alih fungsi lahan pertanian dari tahun 2002- 2010 mencapai rata-rata 56.000-60.000 ha per tahun https://finance.detik.com/berita-ekonomi-bisnis/d-3973446/pembangunan-infrastruktur- bikin-makin-banyak-lahan-sawah-hilang
  • 126. Faktor-faktor Pertumbuhan Tanaman Struktur vertikal tanah (horizon tanah): Tanah: campuran pasir (partikel terbesar ), pasir-batuan halus dan tanah liat (partikel terkecil) • Ketebalan bervariasi (hingga mencapai ± 2 m) • Mengandung pasir, pasir-batuan halus, dan tanah liat dengan komposisi yang seimbang • Akar tanaman berada di topsoil dan menyerap hara ▪ Lapisan tanah bawah kebanyakan tanah liat (clay). ▪ Ketebalan mencapai 1 m ▪ Lapisan paling bawah ▪ Proses pelapukan batu menjadi tanah dengan bantuan air Kesuburan Tanah
  • 127. Ciri Topsoil yang subur: • mengandung 4 komponen: partikel mineral, bahan organik, air, dan udara • Ukuran partikel 🡪 besar berpengaruh pada kesuburan tanah Partikel besar 🡪 tanah berongga, banyak ruang kosong sebagai tempat air dan udara Semut memecah dan mengaerasi tanah Cacing memecah dan mengaerasi tanah bermuatan negatif Pelepasan CO2🡪 menjamin aliran hara tetap dari tanah hingga ke akar.
  • 128. Pupuk membantu menjaga kesuburan tanah • Pupuk alam: pupuk yang yang terbuat dari bahan yang berasal dari alam. Contoh pupuk alam adalah pupuk kompos, pupuk kandang, pupuk guano dll. • Pupuk buatan: pupuk yang dibuat oleh pabrik dengan merekayasa bahan dari alam melalui proses fisika dan kimia. Contoh Misalnya TSP, urea, rustika dan nitrophoska
  • 129. Petir Jalur Fiksasi Nitrogen: Sumber Nitrogen untuk Tumbuhan https://www.youtube.com/watch?v=9zNMpavpET8 Sebagai energi UNSUR ESENSIAL PADA TANAMAN
  • 130. Fungsi (F), sumber (S) & Defisiensi (D) unsur Hara Nitrogen (N): F: Proses pembentukan klorofil S: gas N2 D: daun menjadi kuning Fosfor (P): F: Proses pembentukan asam nukleat, fosflipid, berbagai biomolekul pembawa energi (ATP). D: menghambat pertumbuhan Kalium (K): F: Mengaktifkan berbagai enzim penting untuk fotosintesis dan pernapasan. S: dari pelapukan batu dan daur ulang dari bahan tumbuhan yang membusuk. D: jaringan mati, biasanya pada ujung atau tepi daun Ion kalsium (Ca2+): F: Pembuatan dinding sel D: ujung daun kering atau mati, tunas tumbuh abnormal Sulfur (S): F: Pembentukan asam amino, Pertumbuhan tunas, Membantu pembentukan bintil akar tanaman D: berwarna kuning, kerdil, perkembangan lambat Ion magnesium (Mg2+): F: Pembentukan klorofil → ion Mg2+ pada pusat struktur D: daun menguning
  • 131. Pengendalian Penyakit pada Tanaman Insektisida ▪ Membunuh serangga ▪ Golongan hidrokarbon terklorinasi, senyawa organik fosfor (organofosfat), dan karbamat ▪ Hidrokarbon terklorinasi: resisten, non-degradable (tidak dapat terurai), senyawa non- polar 🡪 tidak larut air. Contoh: Diklorodifenilkloroetana (DDT) ▪ Bahaya: gangguan Kesehatan seperti kerusakan hati, ketidakseimbangan hormone, iritasi mata Herbisida ▪ Membunuh rumput liar (gulma) ▪ 2,3,7,8-tetraklorodibenzo-p-dioksin (TCDD) atau “Agent Orange” (senyawa toksik yang digunakan selama Perang Vietnam). Tahun 1985 sudah dilarang oleh US EPA ▪ Atrazina : toksik terhadap gulma pada umumnya, namun beberapa tanaman rumput dapat mendetoksifikasinya melalui proses metabolisme ▪ Paraquat: membunuh gulma pada fase pertunasan ▪ Glyphosat: nonselektif herbisida yang berpengaruh terhadap proses biokimia pada semua tanaman, yaitu biosintesis asam amino tirosina dan fenilalanina Fungisida ▪ Jamur berperan dalam pembentukan tanah tetapi juga dapat membunuh tanaman terutama sayur- sayuran dan buah-buahan. ▪ Fungisida membunuh jamur ▪ Contoh: Thiram Senyawa Amina & Amina Siklik Dioksin, Furan (PCDD,PCDF)
  • 132. Rantai Makanan, Akumulasi DDT dan Bahayanya Rantai Makanan ▪ Pola hubungan makanan dalam komunitas ▪ Producer 🡪 Fotosintesis ▪ Konsumen 🡪 Manusia, mengkonsumsi semua tingkat Akumulasi DDT Bahaya bagi Manusia
  • 134. Simak Video • Food Group and Nutrition • https://www.youtube.com/watch?v=Z51bWG17m-Q
  • 135. Komposisi tubuh manusia Unsur Simb ol % massa % atom Oksigen O 65,0 24,0 Karbon C 18,5 12,0 Hidrogen H 9,5 62,0 Nitrogen N 3,2 1,1 Kalsium Ca 1,5 0,22 Fosfor P 1,0 0,22 Kalium K 0,4 0,03 Belerang S 0,3 0,038 Natrium Na 0,2 0,037 Klorin Cl 0,2 0,024 Magnesium Mg 0,1 0,015 Unsur lainnya < 0,1 < 0,3 Unsur utama yang menyusun tubuh manusia (termasuk air)
  • 136. Pirimida Makanan Dan Siklus Metabolisme MAKANAN ▪ Anabolisme 🡪 Makromolekul sel Karbohidrat, Protein, Lipid, Asam nukleat ▪ Katabolisme: Respirasi sel 🡪 CO2, H2O, NH3 ▪ Energi Kimia Piramida Makanan
  • 137. Karbohidrat ▪ Struktur dasar : ✔(CH2O)n ✔Gugus aldehida atau keton ✔Di alam: bentuk D ✔Backbone: ikatan glikosida ▪ Klasifikasi (jumlah unit monomer) ✔Monosakarida: glukosa, fruktosa, galaktosa ✔Oligosakarida (2-10 monomer): maltosa, sukrosa, laktosa ✔Polisakarida: pati, glikogen, selulosa, kitosan ▪ Fungsi: ✔Sumber energi (4 kkal/gram) ✔Bagian dari RNA dan DNA ✔Bagian dari struktur pemba- ngun tubuh ▪ Bahaya konsumsi KH berlebih: ✔Picu Obesitas ✔Picu diabetes ✔Picu kolesterol tinggi ▪ Manfaat: mencegah serangan penyakit dan menjaga berat badan, terutama karbohidrat kompleks/serat yang berasal dari nasi dan gandum, buah, sayur, serta kacang-kacangan. ▪ Anjuran Kemenkes RI: konsumsi karbohidrat antara 350-390 gram per hari bagi pria, dan 300-320 gram per hari bagi wanita. ▪ Efek kekurangan karbohidrat: 1. Jangka pendek: Gejala ketosis 🡪 penumpukan senyawa keton 🡪 asidosis 2. Jangka Panjang: ✔Kekurangan nutrisi. ✔Kolesterol tinggi, karena mengganti asupannya dengan makanan tinggi lemak atau protein. ✔Kerusakan pembuluh darah. ✔Meningkatnya risiko terkena kanker. ✔Berat badan mudah naik turun. selulosa glukosa sukrosa ▪ Serat: zat gizi yang hanya terkandung dalam tumbuhan. ▪ Sumber: Oatmeal, Apel, Buah pisang, Blackberry, Buah persik, Pir, Plum, Jeruk, Kacang merah, Kacang hitam, Sayur brokoli, Wortel
  • 138. Lipid/Lemak ▪ Senyawa yang larut dalam pelarut organik dan tidak larut dalam pelarut polar (air). ▪ Klasifikasi: ✔lipid sederhana (trigliserida dan lilin), ✔lipid kompleks (sfingolipids, glicosfingolipid, gliserofosfolipid, serebrosida), ✔Steroid (kolesterol, steroid hormons, bile salts). ▪ Lipid: satu gliserol dihubungkan dengan 3 asam lemak melalui ikatan ester. Ada 2 istilah Lemak (padat), Minyak (cair) ▪ Fungsi: ✔Sumber energi (9 kkal/gram) ✔Penyusun membran sel ✔Sebagai hormon, ✔Prekursor asam empedu gliserol Manfaat: ▪ Zat pelembab untuk skincare ▪ Salah satu bahan hand sanitizer ▪ Industri pangan sebagai humektan, pelarut, dan pemanis, dan dapat membantu mengawetkan makanan Efek Kekurangan lemak • Depresi 🡪 pembentukan hormon serotonin 🡪 memengaruhi sistem saraf untuk munculnya rasa tenang dan damai. • Berisiko Kekurangan Vitamin (A, D, E, dan K) • Sering Merasa Kedinginan • Mengganggu Kesehatan Jantung dan Pembuluh Darah • Potensi Cedera Lebih Tinggi • Kesuburan Terganggu Asam lemak esensial: ✔Membantu pembentukan sel, ✔Mengatur sistem saraf, ✔Menguatkan sistem kardiovaskular, ✔Membangun sistem kekebalan tubuh, ✔Membantu tubuh menyerap nutrisi ✔Sebagai emulsifier, stabilizer Asam lemak jenuh & tak jenuh
  • 139. Protein ▪ Biopolimer polipeptida, tersusun dari sejumlah asam amino yang dihubungkan dengan ikatan peptida. ▪ Klasifikasi Struktur: primer, sekunder, tersier & kwarterner ▪ Fungsi: ✔Sumber energi (4 kalori/gram) ✔Membangun dan memperbaiki jaringan tubuh ✔Struktur: rambut, kuku, kulit, tulang ✔Transport: hemoglobin ✔Kontraktil: otot ✔Membentuk Hormon: hormon pertumbuhan, insulin ✔Membentuk Enzim: amilase, lipase, protease ✔Pertahanan tubuh: imunoglobulin ✔Penyimpanan: susu Struktur Protein Rekomendasi Jumlah Asupan Protein Harian (Kemenkes RI, 2019) ▪ Anak-anak usia 1–6 tahun: 20–25 gram ▪ Anak-anak usia 7–9 tahun: 35–40 gram ▪ Remaja: 60–75 gram ▪ Orang dewasa: 50–70 gram ▪ Wanita hamil dan menyusui: 70–85 gram Dampak Kelebihan Protein terhadap Tubuh 1. Penumpukan keton dan bau mulut 2. Peningkatan berat badan 3. Kerusakan ginjal 4. Peningkatan risiko penyakit kardiovaskular 5. Kehilangan kalsium Dampak asupan protein dalam tubuh kurang: rambut rontok, rentan terkena infeksi, tubuh lebih lama pulih saat sakit, hingga malnutrisi akibat kekurangan protein atau kwarshiorkor. Aasam amino
  • 140. Asam Nukleat ▪ Polimer yang tersusun atas monomer berupa nukleotida yang dihubungkan oleh ikatan fosfodiester ▪ Asam nukleat terdiri dari DNA (deoxyribonucleic acid) dan RNA (ribonucleic acid) ▪ Nukleotida = gula + basa nitrogen + fosfat ▪ Nukleosida = gula + basa nitrogen ▪ Penggabungan basa nitrogen dan gugus fosfat pada gula masing- masing melepaskan 1 molekul H2O. ▪ Pembentukan fosfodiester melepas 1 molekul H2O ▪ Double heliks: Dua utas & berpilin ▪ Komplementer: ✔Sitosina (C) = Guanina (G) ✔Timina (T) = Adenina (A) ▪ Antiparalel: utas 3’ -> 5’ berpasangan dengan 5’ -> 3’ Fungsi DNA 1. DNA Berfungsi Sebagai Pembawa Informasi Genetik 2. Berperan dalam Duplikasi Diri dan Pewarisan Sifat 3. Ekspresi Informasi Genetik 4. Menghasilkan energi untuk sel (adenosin trifosfat (ATP) 5. Penelitian berbagai penyakit Peran asam nukleat dalam pandemi Covid-19 1. Tes diagnosis 🡪 sensitivitas dan spesifikasi yang tinggi 2. Potensi pengobatan 🡪 terbukti efektif dalam menghadapi SARS-CoV, yang menjadi virus penyebab penyakit SARS. Pengujian diagnosis COVID-19 1. Real-time RT-PCR 2. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) 3. Tes Cepat Molekuler (TCM) 4. Tes Antibodi (Tes Serologi) 5. Tes Antigen 6. Genomic Sequencing
  • 141. Hormon dan Enzim Auksin atau Asam Indol Asetat: hormon yang berada di ujung-ujung tanaman dan daun yang masih muda. Fungsi: untuk mendorong pertumbuhan tanaman dengan cara pemanjangan sel pada akar dan batang. Kerja Enzim HORMON ENZIM Zat pengatur yang diproduksi da- lam suatu organisme dan diang- kut dalam cairan jaringan seperti darah atau getah, merangsang sel atau jaringan tertentu menjadi tindakan Zat yang dihasilkan oleh suatu organisme dan mampu mengka- talisis reaksi bikokimia tertentu Polipeptida, amina, terpenoid, steroid atau senyawa fenolik Protein yang mungkin mengan- dung gugus logam. Pengecualian adalah ribozyme yang RNA dengan aktivitas katalitik Tidak memiliki kelompok protes- tik Mengandung koenzim dan kofak-tor sebagai kelompok protetik Berat molekul rendah Berat molekul relative tinggi Difusibel melalui membrane sel Tidak dapat difusibel melalui membrane sel Sinyal yang melewati sel atau organ Mengkatalisis reaksi kimia dengan meningkatkan laju rekasi Rusak selama proses sehingga ti- dak dapat digunakan lagi Tidak berubah setelah fungsinya Tidak dipengaruhi suhu dan pH Dipengaruhi suhu dan pH Memiliki beragam fungsi dalam mengontrol pertumbuhan, per- kembangan, dan reproduksi Memiliki fungsi yang unik tetapi penting dalam tubuh Oksitosin, kortisol, testosterone, dan estrogen (hewan) dan asam abisat, sitokinin dan giberalin (tanaman) Hidrolase, oksidase, isomerase
  • 142. Vitamin dan Mineral Fungsi dan Sumber Mineral Makro dan Mikro
  • 143. Latihan 1. Jelaskan nutrisi sebagai penyusun tubuh 2. Apa yang Anda ketahui tentang piramida makanan 3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan karbohidrat dantemukanlah contohnya di sekeliling Anda. 4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan lipid dan temukanlah contohnya di sekeliling Anda. 5. Apa yang dimaksud dengan protein dan jelaskan keempat strukturnya. 6. Apa yang dimaksud dengan asam nukleat. 7. Jelaskan tentang enzim dan hormon, vitamin dan mineral
  • 144. Tren pertanian dan pangan di masa depan
  • 145. Innovating for Agribusiness • Simak video berikut ini • https://www.youtube.com/watch?v=C4W0qSQ6A8U&fea ture=emb_logo • https://youtu.be/pT-QnxvesnM • iSurf Lab (Internet of Things for Smart Urban Farming Laboratory) – Departemen Ilmu Komputer FMIPA IPB
  • 147. Tuntutan Konsumen • Produk pertanian harus benar-benar aman, bebas dari cemaran, racun, pestisida, & mikroba berbahaya bagi kesehatan. • Produk pangan juga dituntut mempunyai nilai gizi tinggi dan mengandung zat berkhasiat untuk kesehatan. • Produk pangan harus mempunyai mutu tinggi, tidak sekedar enak. Mutu🡪 gabungan dari sifat-sifat yang memberikan nilai kepada setiap komoditas terkait dengan maksud penggunaan komoditas tersebut. • Produk pertanian harus diproduksi dengan cara yang tidak menurunkan mutu lingkungan. • Produk pertanian juga harus diproduksi dengan memperhatikan keselamatan dan kesejahteraan petani dan pekerja • Mempunyai traceability. • Produk pangan harus tersedia dalam waktu yang tepat • Harga jual produk pertanian harus kompetitif Gaya hidup dan cara pandang terhadap pangan masyarakat Indonesia 🡪 masa yang akan datang akan berubah 🡪 Tuntutan
  • 148. Tantangan Para Ilmuwan Pertanian dan Pertanian Masa depan Bagaimana menghasilkan produk pertanian: 1. Dengan harga yang wajar bagi bagi populasi yang terus bertambah. 2. Meningkatkan hasil per satuan luas (produktivitas); karena perluasan areal sudah semakin sulit. 3. Lebih banyak produk pertanian dengan menggunakan air lebih sedikit. 4. Lebih aman, bermutu dan bernilai bagi konsumen. 5. Tanpa menurunkan potensi sumberdaya lahan dan lingkungan. 6. Menjamin ketersediaan yang kontinyu produk pertanian yang secara alami bersifat musiman. 7. Mensejahterakan petani. 8. meningkatkan daya saing global pertanian Indonesia Pertanian masa depan: 1. Pertanian Konvensional 2. Pertanian Konservasi 3. Pertanian dengan Teknologi Tinggi.
  • 149. Pertanian Konvensional, Konservasi dan Teknologi Tinggi Pertanian Konvensional • Pertanian seperti yang dilakukan oleh sebagian besar petani di seluruh dunia saat ini • Mengandalkan input da ri luar sistem pertainan, berupa energi, pupuk, pestisida untuk mendapatkan hasil pertanian yang produktif dan bermutu tinggi • Berkembang 🡪 penelitian bidang ekofisiologi dan pemulian tanaman, input teknologi Pertanian Konservasi • Kelompok masyarakat yang mempunyai tuntutan terhadap pangan yang bebas pestisida, pupuk kimia, dan kelompok yang ingin agar pertanian tidak mencemari lingkungan. • Prinsip utamanya: pertanian yang mengandalkan dan berusaha mempertahankan kelestarian alam. • mengandalkan mekanisme ekobiologi dari alam sehingga input yang diberi- kan pada sistem pertanian ini diusahakan serendah mungkin Pertanian Teknologi Tinggi ▪ akan sangat produktif, produknya bermutu tinggi, aman, kandungan gizi dan zat ber-khasiat yang ada di dalamnya bisa diatur sesuai kebutuhan ▪ memerlukan input tinggi, baik berupa teknologi, bahan- bahan kimia maupun energi. ▪ Bisa mengatasi kendala dan hambatan alam, bisa sangat efisien tetap bisa juga tidak efisien. ▪ mungkin tidak menyebab- kan degradasi lahan pertanian, maupun alam sekitar ka-rena tidak mengandalkan alam dalam produksi, lebih mengandalkan teknologi dan input dari hasil budaya.
  • 150. Kemajuan Pertanian Konvensional Varietas unggulan sebagai oimplementasi dari Penelitian alsintan 🡪 proses menjadi lebih cepat CALINA (IPB9)
  • 151. REKAYASA GENETIKA Tanaman yang direkayasa secara genetika dengan menyisipkan gen dari spesies lain 🡪 mempunyai sifat tertentu yang lebih baik Tanaman Transgenik (a) Bakteri Bacillus thuringiensis (Bt) memproduksi protein yang toksik terhadap serangga (b) Jagung dibuat resis- ten terhadap serangga dengan menyisipkan gen untuk protein Bt ke dalam DNA jagung Pepaya IPB-9 (Pepaya Calina/California) Kentang “French-Fries” (Kentang Jala Ipam – Amantoes) Gizi tinggi dan kadar gula rendah VARIETAS UNGGUL IPB Padi IPB 3S
  • 152. Agroforestri: Cikal Bakal Pertanian Organik (Pertanian Konservasi) Sistem penggunaan lahan (usaha tani) yang mengombinasikan pepohonan dengan tanaman pertanian untuk meningkatkan keuntungan, baik secara ekonomis maupun lingkungan ▪ Sistem manajemen produksi yang holistik untuk meningkatkan dan mengembangkan kesehatan Agroekosistem termasuk keragaman hayati, siklus biologi, dan aktivitas biologi tanah. (Permentan No. 64/Permentan/OT.140/5/2013) ▪ Sistem produksi pertanian yang holistik dan terpadu, dengan cara mengoptimalkan kesehatan dan produktivitas agroekosistem secara alami, sehingga menghasilkan pangan dan serat yang cukup, berkualitas & berkelanjutan (International Federation of Organic Agriculture Movements /IFOAM) Sistem Pertanian Organik
  • 153. Empat Prinsip Pertanian Organik Prinsip Kesehatan: Harus mempertahankan dan meningkatkan kesuburan tanah, kesehatan tanaman, hewan, dan manusia sebagai sesuatu yang utuh dan tak dapat dibagi Prinsip Perlindungan: Harus dikelola secara bertanggung jawab dapat melindungi kesehatan, kesejahteraan generasi saat ini dan yang akan datang, tidak hanya manusia dan makhluk hidup lainnya tetapi juga lingkungan Prinsip Ekologi: Harus didasarkan pada proses dan daur ulang ekologis. Membangun habitat, pemeliharaan keragaman genetika dan pertanian agar dicapai suatu keseimbangan ekologis Prinsip Keadilan: Adanya keadilan bagi semua pihak di seluruh tingkatan seperti petani, pekerja, pemroses, penyalur, pedagang dan konsumen Sumber: www.finance.com Beras Organik • Kandungan nutrisi lebih baik dari beras konvensional • Kandungan karbohidrat, protein, dan serat lebih banyak dari beras non-organik • Tidak ada residu pestisida atau bahan kimia
  • 154. Pertanian Teknologi Tinggi Jepang: Merevolusi pertanian tanpa lahan dan petani menggunakan sains dan teknologi Bagaimana dengan INDONESIA? Hidroponik Jepang: menanam padi dalam gedung
  • 155. Digitalisasi dan Startup Pertanian • Era revolusi industri 4.0 🡪 Langkah inovatif Inte- grasikan pertanian dalam sistem digital • Tujuan: untuk mentransformasi sektor pertanian yang saat iini masih tra=disional agar menjadi le-bih modern dan mendi- dik petani menjadi pengusaha agribisnis handal. Startup 🡪 sebagai bisnis rintisan/bisnis baru yang mengimplementasikan teknologi aplikasi Android dengan bertindak sebagai platform yang menghubungkan beberapa pihak seperti distributor benih dan pupuk, bank, asuransi, hotel sampai restoran dan kafe
  • 156. Bisnis produk halal dan autentikasi halal
  • 157. Simak Video berikut ini • Halal Product in Indonesia • https://www.youtube.com/watch?v=T3qlKHKUB8c
  • 158. Kode E-number BTP ProdukberSHMUI,bagiamana dengan penggunaan E471 Kode yang digunakan untuk memudahkan iden-tifikasi BTP yang telah terbukti aman dan secara resmi disetujui untuk digunakan pada produk pangan olahan sesuai dengan standard yang berlaku di Uni Eropa. 1. E100 – E199 (pewarna) 2. E200 – E299 (pengawet) 3. E300 – E399 (antioksidan dan pengatur keasaman) 4. E400 – E499 (pengental, penstabil dan emulsifier) 5. E500 – E599 (pengatur keasaman dan anti kempal) 6. E600 – E699 (penguat rasa) 7. E700 – E799 (antibiotik) 8. E900 – E999 (lain-lain) 9. E1000 – E1599 (bahan tambahan kimia lainnya) 400–409 alginates 410–419 natural gums 420–429 other natural agents 430–439 polyoxyethene compounds 440–449 natural emulsifiers 450–459 phosphates 460–469 cellulose compounds 470–489 fatty acids and compounds 490–499 others
  • 159. Mengapa Halal Penting? Perintah Allah SWT 🡪 Halal-Haram adalah bagian dari ajaran Islam 🡪 Ciri seorang MUSLIM ▪ “Wahai manusia! Makanlah dari (makanan) yang halal dan baik yang terdapat di bumi, dan janganlah kamu mengikuti langkah-langkah setan. Sungguh, setan itu musuh yang nyata bagimu” (QS 2:168) ▪ “Wahai orang-orang yang beriman! Makanlah dari rezeki yang baik yang Kami berikan kepada kamu dan bersyukurlah kepada Allah, jika kamu hanya menyembah kepada-Nya” (QS 2:172) Memberikan ketentraman dan kenyamanan bagi konsumen muslim
  • 160. • Tanaman • Binatang laut • Bahan Tambang • Ex: Garam (NaCl), asam cuka (CH3COOH) SYUBHAT Haram HALAL Produk Olahan Teknologi Kompleksitas Bahan Al Qur’an, Hadist & Fatwa MUI ▪ Babi, Bangkai, Binatang yang disembelih dengan menyebut nama selain Allah, Darah, minuman beralkohol (khmar) ▪ Hewan buas atau bertaring, hewan menjijikkan, hewan yang hidup di dua alam ▪ Bagian tubuh manusia CONTOH Perlu Fatwa Halal Halal-Haram-Syubhat
  • 161. Prinsip Sertifikasi Halal Produk Memastikan status kehalalan bahan yang dipakai, fasilitas produksi yang digunakan dan bagaimana proses produksinya Memastikan bahwa tidak terjadi kontaminasi bahan haram terhadap produk baik yang berasal dari peralatan produksi, pekerja maupun lingkungan produksi. Memastikan bahwa proses produksi halal dapat berjalan berkesinambungan. AUTENTIKASI 🡪 Analisis Laboratorium Ketertelusuran (traceability) Sistem jaminan Halal (SJH)
  • 162. Produk Halal dan Konsistensi Produk yang diproduksi dari bahan yang halal di fasilitas yang tidak terkontaminasi bahan haram/najis Bahan Halal Fasilitas bebas kontaminasi bahan haram/najis Produk Halal Serifikat Sistem Jaminan Halal (SJH) Masa berlaku 2 tahun Masa berlaku 2 tahun Masa berlaku 4 tahun 3 x status SJH A