Proses Kimia Harian

Mengenali Perubahan Zat dan Dampaknya

Sebelum menilai sebuah aktivitas sebagai "hijau" atau "tidak hijau", kita perlu tahu proses kimia apa yang sedang terjadi. Membakar sampah, mencuci pakaian, membuat kompos, memasak, fotosintesis pada tanaman, dan besi berkarat sama-sama melibatkan perubahan zat atau interaksi antarzat.

Kimia hijau menilai rancangan produk atau proses kimia sejak awal. Rancangan tersebut perlu mengurangi bahaya, limbah, penggunaan energi yang berlebihan, bahan sekali pakai, dan risiko kecelakaan. Kimia hijau juga bertujuan mengurangi penggunaan atau pembentukan zat berbahaya.

Memeriksa sebuah proses berarti menjawab empat pertanyaan, satu untuk setiap bagian prosesnya.

Bagian proses	Pertanyaan
Zat awal	Zat apa yang masuk ke proses?
Perubahan	Apakah zat hanya bercampur, atau berubah menjadi zat baru?
Zat hasil	Zat apa yang terbentuk setelah proses berjalan?
Dampak	Apakah ada limbah, panas berlebih, gas berbahaya, atau bahan yang sulit terurai?

Atom Unsur dan Molekul

Tabel periodik menjelaskan unsur yang diwakili setiap simbol, tetapi simbol saja belum menyatakan jenis partikel yang dimaksud. Kita tetap perlu membedakan atom, unsur, molekul unsur, dan molekul senyawa.

Atom adalah bagian terkecil dari suatu unsur yang masih memiliki sifat unsur tersebut. Unsur kimia tersusun dari atom-atom dengan jumlah proton yang sama. Molekul tersusun dari dua atom atau lebih yang terikat dan memiliki muatan total nol.

Tabel berikut membedakan empat istilah yang dipakai dalam contoh reaksi.

Istilah	Arti	Contoh
Atom	Satu partikel dari suatu unsur.	atom $\mathrm{C}$ atau atom $\mathrm{O}$

Tidak semua senyawa berbentuk molekul terpisah. Garam dapur, misalnya, membentuk susunan ion yang berulang. Contoh berikut memakai molekul untuk menunjukkan cara membaca persamaan reaksi sederhana.

Bagian dalam Persamaan Reaksi

Persamaan reaksi kimia mencatat reaktan, produk, dan jumlah relatifnya. Zat di kiri adalah reaktan, zat di kanan adalah produk, tanda panah dibaca "menghasilkan", dan angka di depan rumus disebut koefisien.

Dalam persamaan reaksi, reaktan ditulis di sisi kiri dan produk di sisi kanan. Tanda tambah memisahkan zat, sedangkan koefisien menunjukkan jumlah relatif.

Pola dasarnya:

\text{reaktan} \rightarrow \text{produk}

Simbol wujud ditulis setelah rumus zat.

Simbol	Dibaca
$\mathrm{(s)}$	padat
$\mathrm{(l)}$

Koefisien boleh diubah untuk menyetarakan reaksi. Subskrip di dalam rumus tidak boleh diubah sembarangan, karena subskrip menentukan zatnya. Menulis $\mathrm{H_2O}$ berbeda dari menulis $\mathrm{H_2O_2}$ .

Menyetarakan Persamaan Fotosintesis

Fotosintesis sering ditulis sebagai ringkasan reaksi. Proses fotosintesis berlangsung dalam banyak langkah, tetapi persamaan ringkas mencatat susunan atom sebelum dan sesudah reaksi. Fotosintesis memakai karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen.

Persamaan yang belum setara bisa ditulis:

\begin{aligned} &\mathrm{CO_2(g)} + \mathrm{H_2O(l)} \\ &\rightarrow \mathrm{C_6H_{12}O_6} + \mathrm{O_2(g)} \end{aligned}

Jumlah atom di sisi kiri dan kanan belum sama.

Unsur	Kiri	Kanan
$\mathrm{C}$	$1$	$6$

Koefisien yang tepat membuat jumlah atom kiri dan kanan sama:

\begin{aligned} &6\mathrm{CO_2(g)} + 6\mathrm{H_2O(l)} \\ &\xrightarrow{\text{cahaya}} \mathrm{C_6H_{12}O_6} + 6\mathrm{O_2(g)} \end{aligned}

Ringkasan formal ini mencakup banyak tahap fotosintesis. Karena itu, rumus karbohidrat ditulis tanpa simbol wujud.

Sekarang jumlah atom setiap unsur sudah sama di kedua sisi persamaan.

Unsur	Kiri	Kanan
$\mathrm{C}$	$6$	$6$

Untuk menyetarakan persamaan, pertahankan setiap rumus kimia, ubah hanya koefisiennya, lalu pastikan kedua sisi memuat jumlah atom yang sama untuk setiap unsur.

Menilai Proses dengan Prinsip Kimia Hijau

Setelah zat awal, produk, dan jumlah relatifnya dalam persamaan sudah jelas, kita dapat menilai reaksi pada persamaan itu dengan prinsip kimia hijau. Sebuah reaksi bisa tampak berguna, tetapi tetap tidak hijau jika menghasilkan polutan, memakai bahan berbahaya tanpa perlu, atau membutuhkan energi terlalu besar.

Proses sehari-hari	Perubahan kimia	Penilaian kimia hijau
Membakar sampah plastik	Zat organik dalam plastik bereaksi dengan oksigen dan panas.	Tidak sejalan karena dapat menghasilkan asap berbahaya dan tidak mencegah limbah dari sumbernya.
Memakai pembersih secukupnya	Zat pembersih membantu mengangkat kotoran tanpa pemakaian berlebihan.	Lebih dekat dengan prinsip pencegahan limbah, tetapi tetap perlu membaca label bahaya.

Jangan mencampur pemutih rumah tangga atau disinfektan dengan pembersih lain. Campuran tersebut dapat melepaskan uap yang berbahaya jika terhirup. Ikuti label produk dan petunjuk ventilasi.

Asal suatu bahan belum cukup untuk menentukan apakah bahan itu aman. Kita juga perlu melihat komposisi, dosis, dan cara pemakaiannya. Pengomposan dapat membantu, tetapi pengelolaan yang buruk tetap menimbulkan bau, lindi, atau hama. Pembersih buatan pabrik dapat lebih aman jika komposisinya diketahui, dosisnya tepat, dan limbahnya berkurang.

Menilai Proses dari Zat dan Dampaknya

Misalkan ada tiga cara mengatasi sisa daun kering di halaman.

Pilihan	Yang terjadi	Penilaian
Dibakar	Daun bereaksi dengan oksigen dan menghasilkan asap.	Tidak cocok dengan prinsip kimia hijau karena polusi terbentuk.
Dibuang bersama sampah campuran	Daun tidak langsung bereaksi, tetapi menjadi beban pengelolaan sampah.	Lebih baik dari dibakar, tetapi belum mencegah limbah.

Di antara tiga pilihan pengelolaan sampah tadi, jawaban terbaik adalah dikomposkan dengan benar. Pengomposan menghindari pembakaran, mengurangi bahan yang dibuang, dan mengembalikan bahan organik agar berguna. Pilihan ini menangani sampah organik dengan lebih bertanggung jawab. Sebutan kimia hijau membutuhkan rancangan produk atau proses kimia yang memang mengurangi bahaya. Penguraian saja belum memenuhi syarat tersebut.

Untuk menganalisis proses kimia sehari-hari, tentukan zat yang masuk, perubahan yang terjadi, zat yang keluar, dan bahaya yang dapat dicegah sejak awal proses.