POLIMER

(Part I)

 

1.      Definisi Polimer

Kata polimer berasal dari bahasa Yunani, yaitu poly dan meros. Poly berarti banyak dan meros berarti unit aatu bagian. Jadi polimer adalah makromolekul (molekul raksasa) yang tersusun dari monomer yang merupakan molekul yang kecil dan sederhana.

2.      Penggolongan Polimer

a)      Berdasarkan Asalnya

                                I.            Polimer alam

adalah polimer yang terbentuk secara alami di dalam tubuh makhluk hidup.

Tabel beberapa contoh polimer alam

No.	Polimer	Monomer	Polimerisasi	Terdapat pada
1.	Amilum	Glukosa	Kondensasi	Biji-bijian, akar umbi
2.	Selulosa	Glukosa	Kondensasi	Sayur, kayu, kapas
3.	Protein	Asam amino	Kondensasi	Susu, daging, telur, wol, sutera
4.	Asam nukleat	Nukleotida	Kondensasi	Molekul DNA, RNA
5.	Karet alam	Isoprene	Adisi	Getah karet alam

 

 

 

 

                             II.            Polimer semi sintetis

adalah polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan bahan kimia.

Contoh: selulosa nitrat yangsering dipasarkan dengan nama celluloid dan guncotton.

 

                          III.            Polimer sintetis

adalah polimer yang tidak terdapat di alam, tetapi disintesis dari monomer-monomernya dalam reaktor.

Tabel beberapa contoh polimer sintetis

No.	Polimer	Monomer	Polimerisasi	Terdapat pada
1.	Polietena	Etena	Adisi	Kantung, kabel plastik
2.	Polipropena	Propena	Adisi	Tali, karung, botol plastik
3.	PVC	Vinil klorida	Adisi	Pipa pralon, pelapis lantai, kabel listrik
4.	Polivinil alkohol	Vinil alkohol	Adisi	Bak air
5.	Teflon	Tetrafluoro etena	Adisi	Wajan, panci anti lengket
6.	Dakron	Metal tereftalat dan etilen glikol	Kondensasi	Pita rekam magnetik, kain, tekstil, wol sintetis
7.	Nilon	Asam adipat dan heksametilen diamin	Kondensasi	Tekstil
8.	Polibutadiena	Butadiena	Adisi	Ban motor, mobil

b)     Berdasarkan Jenis Monomernya

                                I.            Homopolimer

adalah polimer yang tersusun dari monomer-monomer yang sama atau sejenis.

Contoh: PVC, protein, karet alam, polivinil asetat (PVA), polistirena, amilum, selulosa, dan teflon.

 

                             II.            Kopolimer

adalah polimer yang tersusun dari monomer-monomer yang berlainan jenis. Berdasarkan susunan monomernya, terdapat empat jenis kopolimer sebagai berikut.

a.       Kopolimer bergantian

b.      Kopolimer blok

c.       Kopolimer bercabang

d.      Kopolimer tidak beraturan

 

c)      Berdasarkan Sifat terhadap Pemanasan atau Sifat Kekenyalannya

                                I.            Termoplastik

adalah polimer yang bersifat kenyal atau liat jika dipanaskan dan dapat dibentuk menurut pola yang diinginkan. Setelah dingin, polimer menjadi keras dan kehilangan sifat kekenyalannya.

Contoh: polietilena, PVC, seluloid, polistirena, polipropilena, asetal, vinil, nilon dan Perspex.

 

                             II.            Termosetting

adalah polimer yang bersifat kenyal saat dipanaskan, tetapi setelah dingin tidak dapat dilunakkan kembali. Jika pecah, polimer tersebut tidak dapat disambungkan kembali dengan pemanasan.

Contoh: bakelit, uretana, epoksi, polyester, dan formika.

 

 

Listrik Dinamis

(Pengantar)

 

Listrik dinamis Listrik dinamis mempelajari tentang muatan-muatan listrik yang bergerak, yang disebut sebagai arus listrik. Arus listrik adalah aliran elektron-elektron melalui suatu penghantar dari potensial rendah ke potensial tinggi (disebut arus elektron). Perjanjian yang masih berlaku saat ini menetapkan “Arus listrik sebagai aliran partikel-partikel bermuatan positif melalui suatupenghantar dari potensial tinggi ke potensial rendah”. Arah aliran arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron. Kuat arus listrik disefinisikan sebagai banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui penampang suatu penghantar tiap satuan waktu. Satuan kuat arus listrik dalam SI adalah coulomb/sekon (C/s) atau disebut Ampere (A). Alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang melalui suatu rangkaian listrik adalah amperemeter. Amperemeter harus dipasang secara seri dengan komponen listrik yang akan diukur kuat arusnya. Kuat arus listrik yang mengalir melalui suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar, asal suhu penghantar tersebut tidak berubah. Perbandingan tegangan (V) dengan kuat arus (I) adalah tetap dan disebut hambatan (R).

 Satuan hambatan dalam SI adalah volt/ampere (V/A) atau disebut ohm (Ω). Tidak semua jenis bahan dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Ada bahan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik ada pula bahan yang sangat buruk menghantarkan listrik. Alat yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik pada suatu rangkaian listrik adalah voltmeter. Voltmeter harus dipasang paralel dengan bagian rangkaian atau komponen listrik yang akan diukur tegangannya. Hambatan atau lampu dapat dirangkai secara seri, paralel, ataupun gabungan antara seri dan paralel. Hambatan pengganti seri sama dengan jumlah tiap-tiap hambatan. Hambatan-hambatan yang disusun seri berguna untuk memperbesar hambatan serta sebagai pembagi tegangan. Hambatan-hambatan yang disusun paralel berguna untuk memperkecil hambatan serta sebagai pembagi arus. Hukum Kirchhoff pada rangkaian tertutup dapat digunakan bila rangkaian tidak dapat disederhanakan menggunakan kombinasi seri dan paralel.

Tulisan ini diambil dan diolah dari sumber:

http://file.upi.edu/Direktori/DUAL-MODES/KONSEP_DASAR_FISIKA/BBM_11__%28Listrik_Dinamis%29_KD_Fisika.pdf

 

KOLOID

(Part 1)

 

Koloid merupakan campuran fase peralihan homogen menjadi heterogen.

Sistem koloid terdiri dari dua fase, yaitu fase pendispersi (pelarut) dan fase terdispersi (terlarut).

Perbedaan larutan, Suspensi dan Koloid

1.      Partikel dalam koloid sering lebih besar dari partikel zat terlarut dalam suatu larutan.

2.      Larutan adalah benar-benar homogen dibandingkan dengan koloid, yang juga bisa menjadi campuran heterogen.

3.      Campuran koloid tampak buram atau transparan, tetapi larutan adalah transparan.

4.      Suspensi merupakan campuran heterogen, namun koloid bisa homogen atau heterogen.

5.      Perbedaan utama antara suspensi dan koloid adalah diameter partikel yang tersebar; partikel dalam suspensi lebih besar dari partikel dalam koloid.

6.      Partikel dalam suspensi dapat menetap di bawah pengaruh gravitasi, jika terganggu. Namun partikel dalam koloid tidak menetap dalam kondisi normal. Namun, dengan kekuatan tambahan endapan dapat diperoleh, seperti di sentrifugasi.

7.      Partikel dalam suspensi tidak bisa melewati kertas saring, namun partikel koloid bisa.

8.      Koloid dapat menghamburkan cahaya, dan suspensi tidak memancarkan cahaya. Oleh karena itu, koloid bisa buram atau tembus, tapi suspensi buram.

 

Jenis-Jenis Koloid

Karena sistem koloid dibentuk dari campuran zat dengan terlarut dan pelarut, terdapat berbagai macam jenis koloid. Jenis-jenis koloid ini dikelompokkan berdasarkan zat yang terdispersi dan yang mendispersinya.

1.      Sol

Sol merupakan salah satu jenis koloid yang merupakan zat padat. Zat padat ini kemudian terdispersi dan berubah menjadi zat cair. Contoh dari koloid jenis sol ini adalah sol detergen, sol sabun, air sungai, tinta, dan cat.

2.      Emulsi

Emulsi merupakan salah satu jenis koloid yang berasal dari partikel zat cair. Partikel zat cair ini kemudian terdispersi menjadi zat cair lain. Dalam kasus ini, kedua zat cair tersebut (pendispersi dan terdispersi) tidak dapat saling melarutkan. Contoh dari emulsi adalah minyak ikan, susu, santan, dan mayonnaise.

3.      Aerosol

Aerosol merupakan jenis koloid yang zat terdispersinya berupa cairan atau disebut sebagai aerosol cair. Sedangkan cat pendispersinya adalah gas. Contoh dari aerosol yang terdispersi cair adalah awan dan kabut. Aerosol juga memiliki zat terdispersi padat yang dinamakan aerosol padat. Contoh dari aerosolpadat ini adalah debu dan asap yang ada di udara.

4.      Buih

Buih merupakan jenis koloid yang merupakan partikel gas. Zat partikel gas ini kemudian terdispersi menjadi zat cair. Buih yang menjadi zat cair ini contohnya bisa dilihat di beberapa kosmetik, alat pemadam kebakaran.  Koloid buih cair ini juga dapat terlihat pada proses pengolahan bijih logam. Selain buih cair,juga terdapat buih padat. Buih ini merupakan hasil disperse gas yang berubah menjadi padat. Contohnya adalah batu apung, Styrofoam, dan juga spons.

5.      Gel

Gel merupakan jenis koloid yang bersifat setengah padat atau kaku dan setengah cair. Contoh dari koloid yang berbentuk gel ini adalah agar-agar dan lem.

Berikut bagan hubungan fase pendispersi dan fase terdispersi

Tulisan ini diambil dan diolah berdasarkan referensi:

http://staffnew.uny.ac.id/upload/198001032009122001/pendidikan/sistem-koloid.pdf

https://usaha321.net/perbedaan-larutan-koloid-dan-suspensi.html

https://belajargiat.id/koloid/jenis/

 

 

LISTRIK STATIS

 

Muatan Listrik

Tinjauan mengenai konsep kelistrikan dilandasi dari pembicaraan mengenai listrik statik. Sesuai dengan namanya, listrik statik merupakan kajian mengenai kelistrikan yang mempelajari muatan listrik yang dalam keadaan diam.

 

Telah lama orang memperhatikan fenomena sebuah benda yang dapat menarik benda-benda tertentu. “Keajaiban” yang semula dianggap sebagai sihir ini kemudian terbukti bahwa ada suatu kejadian fisis yang berkaitan dengan adanya gejala kelistrikan.

 

Gejala kelistrikan statik baru dipelajari secara intensif oleh Dufay (pada tahun 1700-an) dimana ia berhasil menunjukkan ada dua jenis gejala, yaitu gejala listrik dapat menimbulkan efek tarik-menarik pada benda tertentu dan gejala listrik dapat menimbulkan efek tolak-menolak. Pada perkembangan selanjutnya didefinisikan bahwa ada dua jenis muatan listrik: muatan positif dan muatan negatif. Jika jumlah muatan positif lebih besar dari jumlah muatan negatif maka benda tersebut dinamakan bermuatan positif jika sebaliknya maka benda bermuatan negatif. Sedangkan bila jumlah muatan positif sama dengan jumlah muatan negatif, benda tersebut tidak bermuatan atau netral.

 

Sepanjang pertengahan abad 19, para ilmuwan mencoba meningkatkan penggunaan mutan listrik itu, antara lain dengan mengembangkan mesin uap, yang ditemukan oleh James Watt (1736-1819), yang memicu revolusi industri, di mana satuan daya listrik menggunakan namanya, watt. Penemuan demi penemuan terus berlangsung. Salah satu yang terpenting adalah telegraf oleh Thomas Alva Edison, yang kemudian juga menemukan lampu pijar.

 

Saat ini, sekitar empat abad sejak pemikiran mengenai listrik dimulai, pemanfaatan energi listrik telah menyentuh pada hampir semua sisi kehidupan manusia. Alat-alat elektronik, telekomunikasi, transportasi, yang semua digerakkan oleh listrik, menjadi tak terbayangkan jika seandainya listrik elektrostatis dan elektromagnetis tak pernah ditemukan. Kita tentu banyak berhutang pada ilmuwan-ilmuwan itu. Tapi kadang-kadang kita tak menyadari bagaimana kerja keras mereka telah menghasilkan  sesuatu yang manfaatnya dirasakan berbagai lapisan masyarakat sepanjang zaman.

 

Gambar 1. Perpindahan elektron

Meskipun terdapat dua jenis muatan (positif dan negatif), namun sesungguhnya kita tidak dapat membedakan benda yang mana yang bermuatan negatif atau positif. Dua jenis muatan ini tidaklah seperti jenis laki-laki dan perempuan yang mudah dibedakan dengan kasat mata. Namun, menurut tradisi, gelas/kaca yang digosok dengan kain sutra merupakan benda bermuatan positif, sedangkan jika digosok dengan kain wol maka akan bermuatan negatif. Dengan demikian benda apapun yang ditolak oleh kaca yang telah digosok oleh kain sutra, maka ia kita sebut bermuatan positif. Demikan juga benda apapun yang ditolak oleh kaca yang telah digosok oleh kain wol, maka ia kita sebut bermuatan negatif.

 

Gaya Coulomb antara Dua buah Muatan

Sesuai dengan namanya, gaya Coulomb a dalah jenis gaya di alam yag ditemukan oleh Charles Augustin de Coulomb, seorang ahli fisika bangsa Prancis. Gaya Coulomb sebenarnya merupakan salah satu contoh gaya alamiah. Hingga saat ini di alam ditemukan adanya empat gaya alamiah, yaitu:

1)      Gaya gravitasi, bekerja pada semua partikel, antara lain berfungsi menjaga setiap benda langit berada pada orbitnya.

2)      Gaya elektromagnetik, bekerja di antara partikel bermuatan, antara lain berfungsi mengikat atom-atom dan molekul-molekul dalam benda. Gaya Coulomb merupakan contoh gaya elektromagnetik.

3)      Gaya lemah (week force), terjadi pada peluruhan radio aktif.

4)      Gaya kuat (strong force), berfungsi menjaga neutron-neutron dan proton-proton berada bersamasama dalam sebuah inti atom.

 

Percobaan Coulomb sebenarnya menyelediki gaya tarik menarik atau tolak menolak antara dua “muatan titik” atau partikel bermuatan yaitu gaya antar benda bermuatan yang ukurannya jauh lebih kecil dibandingkan dengan jarak antara keduanya. Masalah yang diselidiki oleh Coulomb adalah masalah gaya interaksi elektrostatika. Sehingga gaya Coulomb sering disebut gaya elektrostatika. Dari hasil penyelidikannya ia mengemukakan Hukum Coulomb bahwa besar gaya antara dua muatan listrik q₁ dan q₂ yang terpisah dengan jarak r, sebanding dengan besar muatan yang berinterkasi serta sebanding dengan kuadrat jarak antara kedua muatan. Secara matematis dapat ditulis:

 

Untuk membuat rumusan ini menjadi eksak, artinya mengubah tanda sebanding (~) dengan tanda =, maka diperlukan sebuah konstanta, katakanlah k sehingga besar gaya antara kedua muatan titik tersebut adalah :

F             = besar gaya Coulomb (N)

q₁ dan q₂ = muatan listrik yang berinterkasi (coulomb, C)

r              = jarak antara muatan

k            = 9 x 10⁹ N m² C^-2

 ɛ₀           = permitivitas dalam ruang vakum = 8,85 x 10^-12 C² N^-1 m^-2

 

Berikut adalah gambar interaksi antara dua muatan sejenis (baik sama-sama positif maupun

sama-sama negatif) dan dua muatan berlainan.

Gambar 2. Vektor gaya Coulomb

Arah gaya pada masing-masing muatan selalu sepanjang garis yang menghubungkan kedua muatan tersebut. Jika kedua muatan tersebut sejenis maka muatan tersebut saling tolak menolak dimana q1 ditolak oleh q2 dengan gaya F12 seperti pada gambar begitu pula q2 ditolak oleh q1 dengan gaya F21. Jika kedua muatan tersebut berlainan jenis maka muatan-muatan tersebut akan tarik menarik. Muatan q1 ditarik oleh q2 dengan gaya F12 , begitu pula q2 ditarik oleh q1 dengan gaya F21.  Dalam menggambar vektor gaya Coulomb perlu diperhatikan tiga hal berikut:

·         Muatan sejenis tolak menolak, arah vektor gaya bertolak belakang;

·         Muatan tak sejenis tarik-menarik, arah vektor gaya saling mendekati

·         Vektor gaya Coulomb F terletak pada garis hubung kedua muatan.

 

 

MEDAN LISTRIK

 

A. Kuat Medan Listrik

Medan listrik merupakan salah satu besaran listrik yang memiliki kaitan dengan interaksi Coulomb. Medan listrik merupakan suatu besaran fisis yang memiliki nilai pada setiap titik dalam ruang. Konsep medan memungkinkan kita memandang sebuah muatan listrik q sebagai sumber yang memancarkan pengaruh listrik ke segala arah. Pengaruh listrik ini dinamakan medan (field). Medan listrik ini akan mempengaruhi muatan listrik lain q’ (muatan uji) yang berada di sekitarnya, berupa tarikan atau tolakan, bergantung dari jenis muatannya. Dengan kata lain muatan q’ akan mengalami gaya Coulomb. Medan listrik adalah daerah di sekitar muatan di mana pengaruh listrik masih berpengaruh pada muatan lain. Kuat medan listrik di suatu titik sejauh r dari muatan q adalah :

r = jarak titik terhadap muatan sumber (q), satuam m

q = muatan sumber, satuan C

E = besar kuat medan listrik, satuan N/C

k = 9 x 10⁹ N m² C^-2

 

B. Arah Medan Listrik

Arah gaya Coulomb yang bekerja pada muatan uji q2 yang ditempatkan pada medan medan listrik dari muatan sumber q bergantung pada jenis masing-masing muatan. Para ahli fisika sepakat bahwa arah medan listrik pada suatu tempat sebagai arah gaya yang dihasilkan terhadap muatan positif.

Gambar 3. Arah kuat medan listrik untuk muatan positif dan negatif

 Muatan penghasil medan listrik biasa disebut muatan sumber. Berdasarkan definisi yaitu arah medan listrik adalah arah gaya terhadap benda bermuatan positif, maka arah medan listrik dari muatan positif adalah radial keluar menjauhi (meninggalkan) muatan sumber positif (P). Sedangkan arah medan listrik dari muatan negatif adalah radial ke dalam mendekati (masuk) menuju muatan sumber negatif (N) seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Sedangkan gambar 4 adalah foto garis-garis gaya medan listrik dari muatan positif akan memasuki muatan negatif yang berada di dekatnya.

Gambar 4. Garis gaya medan listrik muatan positif dan muatan negatif

 

Dengan mencermati sifat-sifat dari garis gaya medan listrik maka kita akan mendapatkan tiga karakteristik garis-garis gaya medan tersebut sebagai berikut.

1.      Garis gaya medan listrik tidak pernah berpotongan satu dengan yang lainnya.

2.      Garis-garis gaya medan listrik selalu mengarah radial ke luar menjauhi muatan positif dan radial ke dalam menuju muatan negatif.

3.      Tempat dimana garis-garis gaya medan listrik rapat menunjukkan medan listrik yang kuat; sebaliknya tempat dimana garis-garis gaya medan listrik merenggang menunjukkan medan listrik yang lemah.

 

Selain hal di atas, penting untuk diperhatikan bahwa setiap muatan listrik selalu menghasilkan garis gaya listrik yang senantiasa menuju kepada muatan yang lebih negatif. Oleh karenanya kuat medan listrik di alam senantiasa memberi pengaruh kepad muatanmuatan lainnya termasuk terhadap muatan listrik yang ada dalam tubuh kita. Jika kekuatan medan listrik (dan juga kuat medan elektromagnet) melebihi ambang batas dapat membahayakan kesehatan manusia. Rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) tahun 1987 menyebutkan bahwa kuat medan listrik di bawah 10⁴ V/m atau 10⁴ N/C tidak membahayakan manusia. Sebagai contoh, medan listrik di sekitar rangkaian listrik 120V AC tidak membahayakan karena kekuatannya hanya 10^-2 N/C; demikian juga medan elektromagnetik permukaan bumi yang hanya 10² N/C. Tetapi tabung gambar televisi (10⁵N/C) sudah berada di luar ambang batas aman, dan sangat mungkin memberi dampak negatif terhadap jaringan tubuh kita.

 

Referensi :

http://file.upi.edu/Direktori/DUAL-MODES/KONSEP_DASAR_FISIKA/BBM_10_%28Listrik_Statis%29_KD_Fisika.pdf