Pengertian, Peran, Ruang Lingkup dan Cabang Ilmu Kimia

Saat mendengar istilah reaksi kimia yang dipelajari di jenjang sekolah, pasti banyak siswa yang ngeri dan pusing melalui pelajaran tersebut. Manfaat dan pengembangan ilmu kimia sangat luas. Pahami pengertian, cabang ilmu, peranan dan ruang lingkup ilmu kimia yang wajib dipahami.

Nah, biasanya setelah belajar kimia, pernah merasa kan pelajaran kimia jadi mata pelajaran yang menyenangkan bahkan sekalipun diulang-ulang. Dengan adanya ilmu kimia dalam buku kimia dan cabangnya, siswa mampu mengidentifikasi dan menganalisis berbagai benda di sekitarnya.

Sama halnya seperti ilmu lain, ilmu kimia juga memiliki berbagai cabang ilmu kimia. Ilmu kimia merupakan ilmu yang mempelajari materi yang ada di dunia lengkap dengan perubahan yang terjadi di dalamnya. Sehingga saat mempelajari ilmu kimia, maka harus juga mempelajari secara luas dan menyeluruh.

Ilmu kimia yang cepat meluas dan menyeluruh tersebut di antaranya adalah cabang ilmu kimia yang membahas mengenai ilmu kimia berdasarkan bagian atau aspek demi aspek yang membedakan cabang-cabang ilmu di dalamnya. Oleh karenanya, ilmu kimia ini sangat berguna untuk memecahkan studi kasus yang berhubungan dengan kimia.

Pada dasarnya, ilmu kimia ini sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari manusia. Sehingga berbagai cabang ilmu kimia akhirnya sangat berguna dipelajari, meski tidak secara langsung ilmu tersebut dapat diterapkan untuk menjalankan aktivitas sebagaimana mestinya.

Pengertian Ilmu Kimia

Pengertian ilmu kimia pada cabang ilmu kimia berasal dari kata ilmu dan kimia. Ilmu sendiri memiliki arti pengetahuan tentang suatu bidang yang disusun secara bersistem, menurut metode tertentu yang menerangkan gejala tentu di bidang pengetahuan masing-masing. Sementara itu kimia yang berasal dari bahasa Arab “al-kimiya” yang memiliki arti perubahan benda atau zat.

Ilmu kimia merupakan salah satu cabang ilmu kimia yang merupakan ilmu fisik yang mempelajari tentang susunan, struktur, perubahan materi, dan sifat dari sebuah benda. Jika diartikan secara umum, ilmu kimia yang memiliki berbagai cabang ilmu kimia ini mempelajari mengenai rekayasa materi, sehingga ia berubah menjadi materi lain.

Di dalam cabang ilmu kimia, mencakup berbagai topik, seperti sifat-sifat atom, cara membentuk ikatan kimia, interaksi beberapa zat melalui gaya antarmolekul, dan lain sebagainya. Ilmu kimia juga mempelajari pemahaman sifat dan interaksi atom individu dengan sasaran untuk menerapkan ilmu tersebut pada tingkat makroskopik.

Sifat fisik yang terdapat pada ilmu kimia dan cabang ilmu kimia ini ditetapkan oleh struktur pada tingkat atom yang pada gilirannya ditetapkan oleh gaya antaratom dan ikatan kimia. Sifat kimia adalah sifat yang dapat ditunjukkan melalui berbagai perubahan kimia sedangkan sifat fisik di dalamnya merupakan sifat yang dapat diamati tanpa mengubah susunan zatnya.

Ilmu kimia ini sudah mulai dipraktikkan sejak tahun 3500 SM. Di mana saat itu, di kawasan Mesir Kuno sudah mengenal reaksi kimia yang umum, misalnya cara membuat anggur dan cara melakukan pengawetan mayat.

Berangkat dari situ, teori bahwa ilmu kimia yang merupakan studi kasus cabang ilmu kimia sudah mendarah daging di dalam kehidupan manusia, meski terkadang tidak disadari.

Meski sudah terbukti sejak ribuan tahun silam, tetapi ilmu kimia dan berbagai cabang ilmu kimia ini sempat dianggap pemikiran radikal. Hal ini karena para ilmuwan menganggap atom dan model atom secara bebas dan belum terlihat wujudnya, sehingga hanya dinilai dugaan dan imajinasi semata.

Namun seiring berkembangnya zaman dan adanya transformasi dan kemajuan ilmu pengetahuan dibarengi dengan rasa ingin tahu yang tinggi, manusia akhirnya mengenal atom dan model atom yang sangat tinggi.

Kemudian ditemukanlah berbagai pemikiran mengenai ilmu kimia dan cabang ilmu kimia dan mulai dipelajari, diteliti, dan didalami.

Baca mengenai Hakikat Ilmu Kimia lebih lengkap disini: Hakikat Ilmu Kimia

Konsep dan Dasar Ilmu Kimia

Di dalam ilmu kimia dan berbagai cabang ilmu kimia, terdapat konsep dasar ilmu kimia. Di dalam konsep dasar ilmu kimia, ada berbagai istilah yang akan digunakan dan dipelajari. Mulai dari atom, unsur, senyawa, molekul, dan zat kimia. Apa saja sebenarnya pengertian dari berbagai istilah tersebut?

1. Atom

Atom di dalam cabang ilmu kimia merupakan materi yang memiliki muatan positif yang terdiri dari proton dan neutron. Atom juga disebut sebagai satuan terkecil yang bisa mempertahankan sifat muatan positif meskipun ada di area sistem elektron.

2. Unsur

Selain atom, terdapat pula unsur yang merupakan satuan lebih kecil dari atom. Unsur ini memiliki sekelompok atom yang terdiri dari proton dan inti proton. Sementara itu, inti proton biasanya disebut sebagai atom unsur.

3. Ion

Ion merupakan spesies muatan atau molekul yang sudah kehilangan dan mendapat elektron lebih. Di dalam ion, terdapat istilah kation yang memuat materi positif dan anion yang memuat materi negatif yang dapat menghasilkan garam netral.

4. Senyawa

Senyawa terdiri dari dua atau lebih unsur-unsur.

5. Molekul

Molekul disebut sebagai satuan terkecil yang tidak bisa dipecahkan lagi. Meski demikian, senyawa kimia murni yang dimilikinya masih konsisten sehingga mampu mempertahankan sifat kimia dan sifat fisik yang unik.

6. Zat kimia

Zat kimia di dalam cabang ilmu kimia adalah campuran dari senyawa-senyawa dan unsur-unsur, di mana bisa lebih mudah ditemukan di dalam banyak bentuk, di antaranya air dan biomassa.

7. Wujud zat

Wujud zat ini terbentuk akibat adanya perubahan kimia, misalnya dari es batu berubah menjadi cair, atau sebaliknya.

8. Reaksi kimia

Reaksi kimia di dalam cabang ilmu kimia adalah terjadinya perubahan atau terjadinya transformasi struktur molekul.

Ruang Lingkup Ilmu Kimia

Selain memiliki konsep dasar yang menjadi karakteristik tersendiri, cabang ilmu kimia juga memiliki ruang lingkup sendiri. Ruang lingkup kimia ini meliputi susunan, struktur, sifat, serta berbagai perubahan materi yang mengikutinya. 

Berikut ini akan dibahas mengenai berbagai terminologi dasar yang perlu diketahui di dalam ruang lingkup kimia.

1. Komposisi

Komposisi merupakan bagian-bagian atau komponen-komponen dari sampel sebuah materi dan perbandingan relatifnya.

2. Struktur

Ruang lingkup struktur di dalam ilmu kimia biasanya mengacu pada penyusunan atau penataan ruang dari partikel-partikel penyusun materi. Di dalam struktur tersebut memberikan gambaran bagaimana partikel-partikel tersebut saling terikat.

3. Sifat

Sifat yang merupakan ruang lingkup ilmu kimia ini mengacu pada atribut yang dijadikan sebagai pembeda antara sampel materi yang satu dengan materi yang lain. Setiap jenis materi memiliki sifat khas yang membedakan dari sifat lainnya. Berdasarkan perubahannya, sifat materi dibagi menjadi dua, yaitu sifat fisis dan sifat kimia.

Sifat fisis dapat diamati tanpa mengubah berbagai identitas dan komposisi dari zat. Sedangkan sifat kimia memberikan cara suatu zat berubah atau bereaksi membentuk zat lainnya.

4. Perubahan

Ruang lingkup terakhir adalah perubahan. Perubahan yang terdapat pada materi dibedakan menjadi perubahan fisika dan perubahan kimia. Pada perubahan fisika, sifat fisis materi berubah, namun komposisi materinya tidak berubah. Sementara itu, zat yang mengalami perubahan fisika tetaplah zat yang sama sebelum maupun sesudah perubahan.

Cabang Ilmu Kimia

Ilmu kimia dibagi menjadi lima cabang ilmu kimia utama, yaitu (1) kimia fisik, (2) kimia organik, (3) kimia anorganik, (4) kimia analitik, dan (5) biokimia. Berikut ini akan dijelaskan mengenai kelima cabang ilmu kimia tersebut.

1. Kimia fisik

Kimia fisika merupakan cabang ilmu kimia atau ilmu yang menghubungkan antara ilmu kimia dan ilmu fisika. Ilmu ini biasanya akan mempelajari mengenai suatu zat dalam skala mikroskopik, atomik, maupun subatomik pada sistem kimia berdasarkan hukum-hukum fisika. Misalnya di dalamnya merupakan materi termodinamika, pergerakan partikel; dan teori kuantum.

Kimia fisik ini menyajikan berbagai penjelasan tentang bagaimana suatu reaksi kimia dapat terjadi di dalam tingkat atom.

Biasanya kimia fisik dapat memprediksi bagaimana senyawa dapat bereaksi dari waktu ke waktu berdasarkan hitungan fisika dan matematika. Biasanya kimia fisik merupakan dasar dari kimia analitik, ilmu material, kimia biofisik, dan juga pemodelan molekul.

2. Kimia organik

Kimia organik di dalam cabang ilmu kimia adalah ilmu kimia yang mempelajari mengenai struktur, sifat, reaksi, komposisi, dan persiapan senyawa organik di dalamnya. Kimia organik merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari senyawa organik berbasis karbon yang dikombinasikan dengan hidrogen dan elemen lainnya.

Awalnya, kimia organik hanya sekadar merupakan studi yang bertujuan mengeksplorasi dan membuat senyawa dari organisme hidup saja. Namun seiring berkembangnya ilmu pengetahuan, kimia organis merambah pembahasan mengenai zat sintetis atau buatan manusia, salah satunya seperti plastik.

Plastik atau bahan kimia organik lainnya memiliki peran penting terhadap perkembangan bioteknologi, farmasi, pengolahan minyak bumi, dan batu bara, serta pada industri organik.

3. Kimia anorganik

Selanjutnya, terdapat kimia anorganik yang merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari struktur, sifat, dan komposisi senyawa anorganik misalnya seperti logam maupun non-logam. Kimia anorganik juga bisa disebut studi tentang senyawa berbasi non-karbon.

Di dalam kimia anorganik terdapat studi tentang sintesis, reaksi, struktur, dan sifat senyawa anorganik. Senyawa anorganik merupakan senyawa berbasis non-karbon yang biasanya ditemukan pada benda tak hidup, misalnya; logam, mineral, dan juga senyawa organologam.

Kimia anorganik saat ini menjadi penyumbang terbesar pada perkembangan elektronik, konvesi energi, dan juga berbagai teknologi praktis.

4. Kimia analitik

Kimia analitik merupakan ilmu kimia yang mempelajari mengenai berbagai kandungan unsur dari suatu materi yang terdapat di dalam hal yang dipelajari. Kimia analitik pada cabang ilmu kimia pada dasarnya merupakan disiplin ilmu yang mengembangkan dan menerapkan metode, instrumentasi, dan strategi untuk dapat memeroleh informasi.

Berbagai informasi tersebut biasanya mengenai komposisi dan kondisi material dalam suatu ruang atau waktu tertentu. Cabang ilmu kimia pada kimia analitik berisi studi analisis suatu material, seperti; spektroskopi, ekstrasim, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Selain itu, kimia analitik juga biasanya berperan pada diagnosis penyakit, forensik, penjaminan mutu makanan, dan keamanan obat-obatan.

5. Biokimia

Terakhir, di dalam kimia teoretis terdapat unsur biokimia. Biokimia merupakan ilmu kimia yang mempelajari tentang materi-materi yang terlibat di dalam metabolisme tubuh. Biokimia pada dasarnya adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari mengenai proses kimia pada tingkat molekul dan terkait dengan organisme hidup.

Biokimia merupakan cabang ilmu pengetahuan yang menggabungkan ilmu biologi dan kimia untuk dapat mempelajari apa yang terjadi di dalam sel makhluk hidup.

Artinya, cabang ilmu kimia yakni biokimia ini mempelajari bagaimana tubuh makhluk hidup bereaksi dengan menganalisis makromolekul, enzim, hormon, materi genetik, lemak, dan juga protein.

Sama halnya seperti kimia analitik, biokimia memiliki peran penting di dalam perkembangan tubuh dan dunia kesehatan, ilmu genetika, bioteknologi, mikrobiologi, kedokteran, obat-obatan, hingga ilmu forensik.

Baca juga: Ruang Lingkup Biologi Molekuler

Peranan Ilmu Kimia dalam Bidang Pertanian

Sudah dijelaskan di berbagai pengertian di atas bahwa cabang ilmu kimia merupakan ilmu pengetahuan yang sebenarnya mempelajari berbagai hal yang dekat dengan manusia. Ada beberapa peranan ilmu kimia di dalam berbagai kehidupan manusia, salah satunya adalah peran ilmu kimia di bidang pertanian.

Di Indonesia, industri pertanian ini merupakan industri besar yang harus terus berkembang dan bahkan perkembangannya terus diawasi dari waktu ke waktu. Pada industri pertanian lah produksi bahan pangan bisa terjamin. Sehingga ketika ingin memaksimalkan produksi pangan, maka industri pertanian juga harus ditingkatkan.

Selain mengimbangi dan mengoptimalkan pertumbuhan penduduk, upaya mengoptimalkan industri pertanian ini juga harus dilakukan dengan berbagai cabang ilmu kimia. Salah satu contohnya yaitu menciptakan pupuk sintetis yang hubungannya dengan cabang ilmu kimia. Pupuk sintetis tersebut dapat meningkatkan hasil pertanian tanpa merusak lingkungan.

Selain itu, ilmu kimia juga berperan dalam menciptakan pestisida agar tidak rusak oleh hama tanaman. Sebenarnya, peran ilmu kimia di dalam industri pertanian lebih luas lagi. Ada berbagai peran ilmu kimia di dalam industri pertanian yang hingga saat ini mampu membantu petani dalam meningkatkan produksi pertanian sehingga pertumbuhan dan kebutuhan penduduk tercukupi.

Peranan Ilmu Kimia dalam Bidang Industri

Cabang ilmu kimia juga berperan banyak terhadap bidang industri. Seperti yang kita tahu, saat ini perkembangan teknologi dan industri semakin melesat sehingga manusia juga memiliki kebutuhan yang semakin meningkat, salah satunya dalam industri pangan. Muncul banyak makanan-makanan siap saji yang diproduksi dari alat-alat yang diciptakan dari ilmu kimia.

Selain itu, ilmu kimia juga memiliki peran penting untuk membuat berbagai mesin besar yang berguna untuk meningkatkan kebutuhan dan produksi suatu industri. Misalnya dalam pembuatan pakaian, kain, pewarna, dan lain sebagainya yang menggunakan cabang ilmu kimia di dalamnya.

Peranan Ilmu Kimia dalam Bidang Kedokteran

Tentu saja peran cabang ilmu kimia di bidang kedokteran ini sudah tak perlu diragukan lagi. Ilmu kimia sangat berperan utama di dalam bidang kesehatan dan kedokteran. Dengan adanya ilmu kimia yang semakin mutakhir, maka dunia kesehatan dan dunia kedokteran semakin dipermudah.

Mereka akan lebih mudah dalam menganalisis banyak hal, misalkan dalam mendiagnosis suatu penyakit, mempelajari mengenai genetika dan model pengobatan, memeriksa kesehatan pasien, dan bahkan pembuatan alat-alat kesehatan, seperti alat cuci darah, alat bantu pernapasan, dan juga membuat materi sintetis untuk pengganti tulang dan gigi.

Dengan peran tersebut, tentu saja dunia kesehatan dan kedokteran sangat membantu. Ilmu kimia juga terbilang sangat membantu di bidang farmasi, seperti misalnya membuat obat-obatan, menemukan pengobatan baru tanpa efek samping, dan lain sebagainya.

Peranan Ilmu Kimia dalam Bidang Sehari-hari

Di kehidupan sehari-hari, cabang ilmu kimia juga sangat bermanfaat dan memiliki peran penting. Misalnya, sejak bangun tidur hingga tidur lagi, rata-rata kita bergantung pada hasil dari berkembangnya ilmu kimia. Bangun tidur, pasti kita pergi ke kamar mandi untuk sikat gigi. Sikat gigi dan pasta gigi tersebut merupakan hasil dari perkembangan ilmu kimia.

Sabun yang kita gunakan untuk mandi, sabun deterjen yang kita gunakan untuk mencuci pakaian, sabun cuci piring yang kita gunakan untuk mencuci piring, bahkan garam dapur, saus sambal, dan lain sebagainya juga merupakan hasil dari ilmu kimia yang semakin berkembang.

Penulis: Cinthya

Baca artikel terkait kimia lainnya

• Prospek Kerja Jurusan Kimia
• Rekomendasi Buku Wajib Bagi Mahasiswa Kimia
• Prinsip Dasar Bioteknologi