Penerapan kimia adalah studi tentang materi, sifat-sifatnya, bagaimana dan mengapa zat bergabung atau terpisah untuk membentuk zat lain, dan bagaimana zat berinteraksi dengan energi. Kimia telah menjadi bagian dari segalanya dalam hidup kita, karena kimia terlibat dalam segala hal yang kita lakukan, dari menanam dan memasak makanan hingga membersihkan rumah dan tubuh kita hingga meluncurkan pesawat luar angkasa.
Kimia telah dilakukan sepanjang sejarah manusia. Orang-orang telah memfermentasi makanan dan minuman selama berabad-abad. Mengekstraksi logam dari bijih, membuat kaca, sabun, dan mengekstraksi komponen tanaman untuk tujuan pengobatan. Seiring perkembangannya, ilmu kimia semakin berkembang dengan beragam cabang, diantaranya yaitu kimia analis, biokimia, kimia anorganik, dan lain-lain.
Ilmu Kimia
Kimia adalah cabang ilmu alam yang terutama membahas sifat-sifat zat dan perubahan yang dialami. Dalam konteks ini tentusaja mengindikasikan bahwa kimia senantiasa berkaitan dengan sifat, komposisi, dan struktur zat, transformasi yang mereka alami, dan energi yang dilepaskan atau diserap selama proses ini.
Setiap zat, baik yang terbentuk secara alami atau diproduksi secara artifisial, terdiri dari satu atau lebih dari seratus jenis atom yang telah diidentifikasi sebagai unsur.
Cabang Ilmu Kimia
Kimia memiliki beragam cabang dengan masing-masing spesfikasinya, antara lain:
-
Agrokimia (Kimia Pertanian)
Agrokimia adalah cabang kimia yang berkaitan dengan aplikasi kimia untuk produksi pertanian, pengolahan makanan, dan perbaikan lingkungan sebagai hasil dari pertanian. Ini adalah bidang yang sangat interdisipliner yang bergantung pada ikatan dengan banyak ilmu lainnya.
Ahli kimia pertanian mengembangkan pupuk, insektisida, dan herbisida yang diperlukan untuk produksi tanaman skala besar. Mereka juga harus memantau bagaimana produk ini digunakan dan dampaknya terhadap lingkungan.
Bioteknologi pertanian adalah fokus yang berkembang pesat bagi banyak ahli kimia pertanian. Manipulasi tanaman secara genetik agar tahan terhadap herbisida yang digunakan untuk mengendalikan gulma di ladang membutuhkan pemahaman terperinci baik tanaman maupun bahan kimia di tingkat molekuler.
Kimia Analisis adalah cabang kimia yang berkaitan dengan sifat-sifat bahan atau mengembangkan alat untuk menganalisis bahan. Sebagian besar bahan yang terjadi di Bumi, seperti kayu, batu bara, mineral, atau udara, adalah campuran dari berbagai zat kimia yang berbeda. Setiap zat kimia murni (misalnya oksigen, zat besi, atau air) memiliki seperangkat sifat karakteristik yang memberikannya identitas kimianya.
Besi, misalnya, adalah logam perak-putih biasa yang meleleh pada suhu 1,535 ° C, sangat mudah ditempa, dan mudah bergabung dengan oksigen untuk membentuk zat umum hematit dan magnetit. Deteksi besi dalam campuran logam, atau dalam senyawa seperti magnetit, adalah cabang kimia analisis yang disebut analisis kualitatif.
Pengukuran jumlah aktual suatu zat tertentu dalam suatu senyawa atau campuran disebut analisis kuantitatif. Pengukuran analisis kuantitatif telah menentukan, misalnya, bahwa besi membentuk 72,3 persen, dari massa magnetik, mineral yang umumnya dilihat sebagai pasir hitam di sepanjang pantai dan tepian sungai.
-
Biokimia
Biokimia adalah cabang kimia yang berkaitan dengan reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme hidup. Ketika pemahaman tentang kimia padabenda mati tumbuh selama abad ke-19, upaya untuk menafsirkan proses fisiologis organisme hidup dalam hal struktur molekul dan reaktivitas memunculkan disiplin biokimia.
Ahli biokimia menggunakan teknik dan teori kimia untuk menyelidiki dasar molekuler kehidupan. Suatu organisme diselidiki dengan premis bahwa proses fisiologisnya merupakan konsekuensi dari ribuan ciri reaksi kimia yang terjadi dalam cara yang sangat terintegrasi.
Ahli biokimia telah menetapkan, antara lain, prinsip-prinsip yang mendasari transfer energi dalam sel, struktur kimia membran sel, pengkodean dan transmisi informasi herediter, fungsi otot dan saraf, dan jalur biosintesis.
Kimia Industri adalah cabang kimia yang menerapkan proses fisik dan kimia menuju transformasi bahan baku menjadi produk yang bermanfaat bagi umat manusia. Pembuatan, penjualan, dan distribusi produk kimia adalah salah satu pilar negara maju.
Kimiawan memainkan peran penting dalam pembuatan, inspeksi, dan penanganan produk kimia yang aman, serta dalam pengembangan produk dan manajemen umum. Pembuatan bahan kimia dasar seperti oksigen, klorin, amonia, dan asam sulfat menyediakan bahan baku untuk industri yang memproduksi tekstil, produk pertanian, logam, cat, dan bubur kertas dan kertas.
Bahan kimia khusus diproduksi dalam jumlah yang lebih kecil untuk industri yang terlibat dengan produk-produk seperti obat-obatan, bahan makanan, kemasan, deterjen, rasa, dan wewangian. Pemantauan dan pengendalian proses kimia massal, terutama yang berkaitan dengan perpindahan panas, menimbulkan masalah yang biasanya ditangani oleh ahli kimia dan insinyur kimia.
-
Kimia Organik
Kimia Organik adalah cabang kimia ini berkaitan dengan kimia karbon dan makhluk hidup. Senyawa organik didasarkan pada kimia karbon. Karbon unik dalam variasi dan luasnya struktur yang dapat dihasilkan dari koneksi tiga dimensi atom-atomnya. Proses fotosintesis mengubah karbon dioksida dan air menjadi oksigen dan senyawa yang dikenal sebagai karbohidrat.
Ketika dikombinasikan dengan jumlah variabel hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, fosfor, dan elemen lainnya, kemungkinan struktural senyawa karbon menjadi tidak terbatas, dan jumlahnya jauh melebihi total semua senyawa nonorganik.
Fokus utama kimia organik adalah isolasi, pemurnian, dan studi struktural dari zat-zat yang terjadi secara alami ini. Banyak produk alami adalah molekul sederhana. Contohnya etil alkohol (C2H5OH) dalam buah fermentasi. Produk alami lainnya, seperti penisilin, vitamin B12, protein, dan asam nukleat, sangat kompleks.
Kimia anorganik adalah cabang kimia yang berhubungan dengan struktur dan interaksi antara senyawa anorganik, yang merupakan senyawa apa pun yang tidak berbasis pada ikatan karbon-hidrogen.
Kimia modern, yang berasal dari penerimaan hukum kekekalan massa pada akhir abad ke-18, pada awalnya berfokus pada zat-zat yang tidak terkait dengan organisme hidup. Studi tentang senyawa anorganik sederhana seperti natrium klorida (garam biasa) telah menyebabkan beberapa konsep dasar kimia modern.
Setelah masa tenang di awal abad ke-20, kimia anorganik kembali menjadi bidang penelitian yang menarik. Senyawa boron dan hidrogen memiliki fitur struktural unik yang memaksa perubahan dalam pemikiran tentang arsitektur molekul anorganik. Beberapa zat anorganik memiliki fitur struktural yang lama diyakini hanya terjadi pada senyawa karbon, dan beberapa polimer anorganik bahkan telah diproduksi.
Kimia lingkungan adalah cabang kimia yang terkait dengan proses kimia yang terjadi di air, udara, lingkungan darat dan kehidupan, dan efek aktivitas manusia terhadapnya. Ini mencakup topik-topik seperti astrokimia, kimia atmosfer, pemodelan lingkungan, geokimia, kimia laut dan remediasi polusi.
Kimia lingkungan melibatkan pemahaman pertama tentang cara kerja lingkungan yang tidak terkontaminasi, bahan kimia apa dalam konsentrasi yang ada secara alami, dan dengan efek apa. Tanpa ini tidak mungkin untuk secara akurat mempelajari efek manusia terhadap lingkungan melalui pelepasan berbagai jenis bahan kimia.
Ahli kimia lingkungan menggunakan berbagai konsep dari kimia dan berbagai ilmu lingkungan untuk membantu dalam studi mereka tentang apa yang terjadi pada spesies kimia di lingkungan. Konsep umum yang penting dari kimia mencakup memahami reaksi dan persamaan kimia, solusi, unit, pengambilan sampel, dan teknik analitik.
-
Kimia Makanan
Kimia makanan adalah cabang kimia yang terkait dengan proses kimia semua aspek makanan. Banyak aspek kimia makanan bergantung pada biokimia, tetapi juga menggabungkan disiplin ilmu lain. Ahli kimia makanan meningkatkan kualitas, keamanan, penyimpanan, dan rasa makanan kita.
Ahli kimia makanan dapat bekerja untuk industri swasta untuk mengembangkan produk baru atau meningkatkan pemrosesan. Mereka juga dapat bekerja untuk lembaga pemerintah seperti Food and Drug Administration untuk memeriksa produk dan penangan makanan untuk melindungi kita dari kontaminasi atau praktik berbahaya.
Ahli kimia makanan menguji produk untuk menyediakan informasi yang digunakan untuk label nutrisi atau untuk menentukan bagaimana pengemasan dan penyimpanan memengaruhi keamanan dan kualitas makanan. Flavourist bekerja dengan bahan kimia untuk mengubah rasa makanan. Ahli kimia juga dapat bekerja dengan cara lain untuk meningkatkan daya tarik indera, seperti meningkatkan warna, bau atau tekstur.
-
Geokimia
Geokimia adalah studi tentang komposisi kimia dan proses kimia yang terkait dengan Bumi dan planet lainnya. Ahli geokimia menggabungkan kimia dan geologi untuk mempelajari susunan dan interaksi antara zat yang ditemukan di Bumi.
Ahli geokimia dapat menghabiskan lebih banyak waktu dalam studi lapangan daripada jenis kimiawan lainnya. Banyak yang bekerja untuk Survei Geologi AS atau Badan Perlindungan Lingkungan dalam menentukan bagaimana operasi penambangan dan limbah dapat memengaruhi kualitas air dan lingkungan.
Mereka dapat melakukan perjalanan ke tambang terpencil terpencil untuk mengumpulkan sampel dan melakukan evaluasi lapangan kasar, dan kemudian mengikuti aliran melalui daerah aliran sungai untuk mengevaluasi bagaimana kontaminan bergerak melalui sistem.
Ahli geokimia minyak dipekerjakan oleh perusahaan minyak dan gas untuk membantu menemukan cadangan energi baru. Mereka juga dapat bekerja pada pipa dan rig minyak untuk mencegah reaksi kimia yang dapat menyebabkan ledakan atau tumpahan.
-
Kimia Fisika
Sifat kimia dan fisika adalah cabang kimia yang menerapkan fisika untuk mempelajari kimia. Mekanika kuantum dan termodinamika adalah contoh disiplin ilmu kimia fisik. Kimia fisik berupaya mengukur, menghubungkan, dan menjelaskan aspek kuantitatif dari proses kimia.
Untuk sebagian besar abad ke-18 sumber keteraturan matematis dalam sistem kimia kerapkali diasumsikan sebagai rangkaian gaya dan medan yang mengelilingi jenis partikel atom sehingga pada akhirnya membentuk unsur-unsur dan senyawa kimia.
Perkembangan di abad ke-20, bagaimanapun, telah menunjukkan bahwa perilaku kimia paling baik ditafsirkan oleh model mekanika kuantum dari struktur atom dan molekul. Cabang kimia fisik yang sebagian besar dikhususkan untuk subjek ini adalah kimia teoretis.
Cabang kimia fisik lainnya termasuk termodinamika kimia, yang berhubungan dengan hubungan antara panas dan bentuk energi kimia lainnya, dan kinetika kimia, yang berupaya mengukur dan memahami laju reaksi kimia.
Demikianlah artikel yang bisa kami berikan pada segenap pembaca berkenaan dengan cabang ilmu kimia, ciri, dan contohnya. Semoga saja bisa memberikan pemahaman bagi segenap pembaca yang pada saat ini sedang membutuhkannya.
