Ilmu kimia  adalah ilmu pemahaman dan rekayasa materi. Oleh karena itu, ilmu kimia dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang susunan, struktur, sifat, perubahan materi, serta energi yang menyertai perubahan tersebut.

Ilmu kimia erat kaitannya dengan bahan kimia. Contoh bahan kimia: bahan pembersih (sabun, detergen), kosmetika, pasta gigi, asam cuka, garam dapur, dan minyak goreng, bensin, susu dan mentega 

MANFAAT BELAJAR KIMIA 

• Mengubah bahan alam menjadi  produk yang lebih berguna untuk memenuhi kebutuhan kita

• Material yang digunakan untuk berbagai produk memerlukan komposisi dan sifat khusus yang ditemukan oleh para ahli kimia.

PERAN ILMU KIMIA

• Kedokteran dan Farmasi : Vaksin, menemukan struktur kimia virus

• Energi dan Lingkungan : Sumber enegi terbarukan (biosolar, baterai, sel surya)

• Industri : Teknologi material (serat optic ion, serat optic), Proses indutri (penemuan katalisator)

• Pertanian dan Pangan : Produksi pertanian (pestisida, pupuk kimia), Teknologi pangan (bahan pengawet dan bahan aditif)

• Hukum/ Kriminal : Sidik jari DNA, bahan pendeteksi narkoba

• Lingkungan Hidup : Gerakan Kimia Hijau (Green Chemistry)

• Pengembangan Ilmu Lain :

  • Biologi: penentuan struktur DNA/RNA

  • Fisika: penemuan superkonduktor

  • Geologi: penelitian struktur Bumi, Bulan, dan planet

  • Sejarah: penentuan umur fosil

PENGANTAR KE LABORATORIUM KIMIA 

1. Persiapan

a. Jas praktikum (lab-jas).

b. Kacamata laboratorium.

c. Catatan praktikum/kertas kerja.

2. Materi Praktikum

• apa yang akan dikerjakan

• alat dan bahan yang diperlukan

• cara kerja

• hal-hal khusus  seperti bahaya yang mungkin terjadi.

3. Keselamatan di Laboratorium

• praktikan harus menjaga ketertiban, serta keselamatan diri dan orang lain. 

• Laporkan setiap kecelakaan, misalnya zat tumpah, botol pecah, atau anggota badan terkena bahan kimia kepada guru pembimbing.

Silahkan perhatikan video keselamatan kerja berikut ini:

Perkembangan dan pemanfaatan zat-zat kimia yang tanpa kendali, menyebabkan tubuh manusia terkontaminasi oleh sejumlah besar zat kimia sintetis hasil industrialisasi, banyak diantaranya telah diketahui bersifat racun dan penyebab kanker. Zat-zat tersebut masuk ke tubuh manusia melalui produk yang tidak disebutkan sebagai komponen penyusun atau ingredients pada produk-produk makanan atau aditif, makanan yang terkontaminasi zat kimia, udara, air dan debu. Bahkan, janin yang tumbuh di perut ibu juga sudah terpapar langsung oleh zat kimia melalui makanan dan obat-obatan yang dikonsumsi oleh ibu. Pada akhirnya banyak zat kimia yang masuk ke rantai makanan dan tersirkulasi ke seluruh dunia.

Amerika Serikat telah mulai memberikan penghargaan yang berhubungan dengan kimia hijau, namun banyak penerapan kimia hijau yang sebenarnya telah lama dikenal sebelum itu. Berbagai negara juga menerapkan kimia hijau seperti Jerman yang tidak menggunakan pelarut pada proses komersial serta pemanfaatan katalis yang dapat didaur ulang di Inggris (Clark, 2005).

Konsep kimia hijau biasanya ditampilkan sebagai gabungan dari 12 prinsip yang diusulkan oleh Anastas dan Warner (Anastas & Warner, 1998), apabila diterapkan dapat menunjukkan bagaimana produksi zat kimia dapat memfasilitasi kesehatan manusia dan lingkungan, dengan tetap memperhatikan efisiensi dan keuntungan. Kedua belas prinsip kimia hijau itu adalah:

1. pencegahan: pencegahan limbah lebih diutamakan daripada perlakuan terhadap air limbah

2. atom ekonomi: metode sintesa harus dirancang untuk memaksimalkan pemanfaatan semua materi yang digunakan dalam proses sampai menghasilkan suatu produk

3. sintesa zat kimia dengan kemungkinan timbulnya bahaya seminimal mungkin: kegiatan pembuatan zat kimia diusahakan menerapkan metode yang dirancang untuk memanfaatkan dan menghasilkan zat-zat dengan toksisitas serendah mungkin bagi kesehatan manusia dan lingkungan

4. merancang zat kimia yang aman yang dapat digunakan sesuai peruntukannya dengan meminimalisir toksisitas zat tersebut

5. pemanfaatan pelarut dan zat pendamping yang aman 

6. perancangan sistem untuk mendapatkan efisiensi energi pada temperatur dan tekanan rendah serta ramah lingkungan

7. sejauh mungkin menerapkan penggunaan bahan mentah yang terbarukan, bukan yang menghabiskan sumber daya

8. sejauh mungkin mengurangi pemanfaatan zat derivatif seperti zat pencegah, pelindung, atau penghancur

9. pemanfaatan katalis seselektif mungkin dan yang merupakan reagen dengan sifat stokiometrik yang paling baik

10. perancangan agar mudah diuraikan, zat-zat kimia yang dihasilkan harus mudah diuraikan saat manfaatnya telah selesai

11. analisis secara real-time untuk pencegahan polusi; metode-metode analisis harus dikembangkan untuk memungkinkan pemantauan dan pencegahan secara langsung pada setiap tahap dari proses sintesa untuk mencegah terbentuknya zat berbahaya

12. penerapan kimia aman untuk mencegah kecelakaan, zat-zat yang digunakan dalam proses kimia harus dipilih untuk meminimalisir potensi kecelakaan, termasuk pelepasan zat berbahaya, ledakan, dan kebakaran.

Kedua belas prinsip ini diharapkan dapat memotivasi hal-hal yang berhubungan dengan bidang kimia seperti penelitian, pendidikan, dan kebijakan dan persepsi masyarakat. Prinsip pertama menggambarkan ide dasar dari kimia hijau, yang dilanjutkan dengan prinsip-prinsip berikutnya yang menjadi pedoman dalam melaksanakan prinsip pertama itu seperti atom ekonomi, penghindaran toksisitas, pemanfaatan solven dan media lainnya dengan konsumsi energi seminimal mungkin, pemanfaatan bahan mentah dari sumber yang terbarukan, serta penguraian produk kimia menjadi zat-zat nontoksik sederhana yang ramah lingkungan (Dhage, 2013)

Pengertian Nanoteknologi

Istilah atau kata ‘nano’ bersumber dari bahasa Yunani yang memiliki arti kerdil atau kecil, sedangkan ‘teknologi’ mengacu pada maksud tentang sebuah pengetahuan yang di dalamnya terdapat metode hingga cara kerja. Dari penjelasan di atas dapat ditarik kesimpulan sementara bahwa nanoteknologi adalah teknologi tentang sesuatu yang kerdil atau teknologi tentang sesuatu yang kecil.

Ukuran nano adalah satu per seribu juta atau satu per semilyar. Apabila dibandingkan dengan ukuran meter konvensional, maka satu nanometer adalah 10-9 m. Dengan ukuran sekecil itu, mampukah manusia melakukan pengamatan atau kajian? Tentu saja tidak. Maka dari itu muncul teknologi nano untuk melakukan analisis dan pengamatan terhadap objek-objek yang berukuran sangat kecil.

Istilah ‘nanoteknologi’ muncul pertama kali pada 1974 ketika Norio Taniguchi mengungkap bahwa material dapat dikontrol serta direkayasa hingga ukurannya dapat diperkecil lebih kecil dari ukuran mikrometer. Sementara konsep dari nanoteknologi muncul pada 1959 yang diperkenalkan oleh Richard Feynman melalui presentasinya berjudul “There’s plenty room at the bottom”.

Dari penjelasan di atas, maka nanoteknologi adalah teknik tentang bagaimana cara menciptakan mesin-mesin yang seukuran molekul agar dapat dimanipulasi dan dikontrol.

Nanokimia: Relasi Nanoteknologi dengan Kimia

Melalui teknologi, sebuah materi bisa didesain dengan bebas untuk memperoleh sifat serta material yang dituju tanpa harus memboroskan atom yang tidak dibutuhkan. Perlu diingat bahwa salah satu prinsip di dalam keilmuan kimia hijau adalah atom ekonomi, maka dari itu, nanoteknologi juga merupakan praktik dari prinsip kimia hijau dalam tujuan melestarikan lingkungan.

Pada konteks kimia, nanoteknologi merupakan pendekatan modern paling baru yang sangat penting, dan mendapat tempat istimewa dalam pengembangannya, sebab melahirkan temuan-temuan baru yang sangat bermanfaat bagi kehidupan. Selain itu, pendekatan nanoteknologi pada keilmuan kimia dapat membuka potensi-potensi luar biasa terkait dunia medis hingga.

Namun, perlu digarisbawahi bahwa nanoteknologi adalah sebuah pendekatan, sehingga memerlukan obyek yang dikenai agar dapat berkembang, bukan merupakan satu kaidah yang berdiri sendiri. Meski demikian, tidak menutup mata tentang adanya disiplin ilmu khusus terkait nanoteknologi. Supaya gambaran kita lebih lengkap mengenai ringkasan materi nanoteknologi kimia kelas 10 SMA, mari simak beberapa contoh penerapannya di bawah uraian berikut ini.

Contoh Penerapan Nanoteknologi dalam Kehidupan

Setelah membahas tentang pengertian nanoteknologi, di dalam pembahasan ringkasan materi nanoteknologi kimia kelas 10 SMA juga penting untuk mengetahui contoh-contohnya pada kehidupan sehari-hari.

Di bawah ini adalah beberapa contoh penerapan nanoteknologi di dalam kehidupan manusia yang sudah sangat membantu perkembangan peradaban manusia.

• Bidang Kecantikan

Contoh penerapan nanoteknologi dalam bidang kecantikan adalah inovasinya yang begitu signifikan dalam penggunaan nanopartikel. Teknologi nanopartikel seperti nanosom dan liposom digunakan secara aktif untuk mengantarkan vitamin, antioksidan, dan peptida menuju lapisan kulit yang lebih dalam. Penerapan nanoteknologi tersebut memberikan hasil yang lebih efektif dibandingkan produk konvensional. Tidak hanya itu, penerapan nanoteknologi pada produk kecantikan tabir surya juga memberi perlindungan ultraviolet atau UV yang lebih baik karena tidak meninggalkan bercak residu putih di kulit.

• Bidang Manufaktur

Nanoteknologi dalam bidang manufaktur dapat meningkatkan efisiensi dan kualitas produk. Misalnya, penggunaan nanopartikel dalam pelapisan permukaan komponen mesin meningkatkan ketahanan terhadap aus dan korosi. Nanokomposit adalah salah satu produk penerapan nanoteknologi dalam bidang manufaktur yang  digunakan untuk membuat bahan yang lebih kuat namun ringan. Nanokomposit adalah teknologi vital dunia penerbangan hari ini. Teknologi nano juga memungkinkan penciptaan sensor yang lebih sensitif dan akurat untuk pemantauan proses produksi. Selain itu, metode fabrikasi nano memungkinkan pembuatan struktur mikroskopis yang lebih presisi, memperbaiki performa elektronik dan perangkat optik. Artinya, nanoteknologi membawa inovasi signifikan dalam peningkatan daya saing industri manufaktur.

• Bidang Keamanan

Penerapan nanoteknologi dalam kehidupan pada bidang keamanan digunakan untuk mengembangkan bahan dan perangkat yang lebih efektif dan canggih. Contohnya, nanopartikel digunakan dalam pelapis anti-gores dan anti-korosi pada kendaraan militer dan peralatan, meningkatkan daya tahan dan umur panjang. Selain itu, pengembangan sensor berbasis nanoteknologi dapat mendeteksi bahan kimia dan biologis berbahaya dengan lebih cepat dan akurat, berguna dalam pencegahan radikalisme, terorisme dan penanganan bencana. 

• Bidang Pertanian

Penerapan nanoteknologi dalam bidang pertanian digunakan untuk meningkatkan efisiensi dan produktivitas. Contohnya adalah penerapan nanopartikel yang dapat digunakan dalam pupuk untuk meningkatkan penyerapan nutrisi oleh tanaman, sehingga mengurangi penggunaan pupuk kimia dan dampak lingkungan. Selain itu, pestisida dengan basis nanoteknologi dapat mengurangi jumlah bahan kimia yang diperlukan untuk mengendalikan hama, dengan melepaskan bahan aktif secara perlahan serta tepat sasaran. 

• Bidang Elektronik dan Komputer

Berikutnya adalah penerapan nanoteknologi yang diterapkan dalam bidang elektronik dan komputer melalui pengembangan komponen yang lebih kecil dan lebih efisien. Contohnya adalah transistor berbasis nanoteknologi, sehingga memungkinkan pembuatan prosesor dengan kinerja lebih tinggi dan konsumsi daya lebih rendah. Selain itu, memori flash dan perangkat penyimpanan data berbasis nanoteknologi menawarkan kapasitas yang lebih besar dengan ukuran fisik yang lebih kecil. Hasil produknya adalah nanotube karbon, penggunaan nanotube karbon memberikan potensi untuk menggantikan kabel tembaga dalam sirkuit elektronik, meningkatkan kecepatan dan efisiensi. 

• Bidang Lingkungan

Selanjutnya dalam contoh penerapan nanoteknologi adalah penerapan nanoteknologi di bidang lingkungan. Salah satunya adalah dalam upaya penjernihan air, yakni teknologi nanopartikel yang digunakan untuk menghilangkan kontaminan seperti logam berat dan patogen dari air. Selain itu, nanoteknologi digunakan dalam remediasi tanah tercemar dengan menggunakan nanopartikel besi nol-valen untuk mengurangi polutan organik dan anorganik. Nanoteknologi di bidang lingkungan juga membantu dalam pengembangan sensor lingkungan yang sangat sensitif dan dapat mendeteksi polutan pada tingkat yang sangat rendah, sehingga memungkinkan pemantauan kualitas lingkungan secara real-time dan respons cepat terhadap pencemaran.