Proses Kimia Sehari-hari: Kimia Hijau - Kimia (Kelas 10)

Baca Prosesnya Dulu

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 karat pada besi sama-sama melibatkan zat yang berubah atau berinteraksi.

Kimia hijau tidak bertanya apakah suatu proses terlihat alami. Kimia hijau bertanya apakah proses itu dirancang untuk mengurangi bahaya, limbah, energi berlebihan, bahan sekali pakai, dan risiko kecelakaan sejak awal. EPA merangkum gagasan ini sebagai desain produk dan proses kimia yang mengurangi penggunaan atau pembentukan zat berbahaya pada epa.gov.

Untuk membaca prosesnya, pakai urutan sederhana ini.

Yang dibaca	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 membantu kita membaca simbol unsur, tetapi simbol saja belum cukup. Kita perlu tahu apakah yang sedang dibaca adalah atom, unsur, molekul unsur, atau molekul senyawa.

Menurut IUPAC Gold Book, atom adalah partikel terkecil yang masih mencirikan suatu unsur kimia. Unsur kimia berarti atom-atom dengan jumlah proton yang sama. Molekul adalah entitas netral yang tersusun dari beberapa atom.

Model Atom dan Molekul

Putar model untuk membedakan satu atom, satu unsur, molekul unsur, dan molekul senyawa sebelum membaca persamaan reaksi.

Satu partikel masih dibaca sebagai atom, bukan molekul.

Yang sedang dibaca: Atom $\mathrm{C}$ tunggal.
Cara membacanya: Satu partikel yang masih mencirikan unsur karbon.

Bacaan ringkasnya bisa dibuat seperti berikut.

Istilah	Cara membaca	Contoh
Atom	Satu partikel dari suatu unsur.	atom $\mathrm{C}$ atau atom $\mathrm{O}$
Unsur	Zat yang identitas atomnya dikunci oleh jumlah proton.	besi, karbon, oksigen
Molekul unsur	Molekul yang tersusun dari atom unsur yang sama.	$\mathrm{O_2}$ , $\mathrm{N_2}$ , $\mathrm{P_4}$ , $\mathrm{S_8}$
Molekul senyawa	Molekul yang tersusun dari atom unsur berbeda.	$\mathrm{H_2O}$ , $\mathrm{CO_2}$ , $\mathrm{C_6H_{12}O_6}$

Catatan penting: tidak semua senyawa berbentuk molekul terpisah. Garam dapur, misalnya, biasanya dibaca sebagai susunan ion, bukan molekul tunggal. Namun, contoh pada halaman ini memakai molekul karena kita sedang berlatih membaca persamaan reaksi sederhana.

Persamaan Reaksi sebagai Peta

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

OpenStax menjelaskan bahwa reaktan ditulis di sisi kiri, produk di sisi kanan, tanda tambah memisahkan zat, dan koefisien menunjukkan jumlah relatif zat pada openstax.org.

Pola dasarnya:

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

Simbol wujud ditulis setelah rumus zat.

Simbol	Dibaca
$\mathrm{(s)}$	padat
$\mathrm{(l)}$	cair
$\mathrm{(g)}$	gas
$\mathrm{(aq)}$	larut dalam air

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 $\mathrm{H_2O_2}$ .

Fotosintesis sebagai Contoh Baca

Fotosintesis sering ditulis sebagai ringkasan reaksi. Proses aslinya berlangsung dalam banyak langkah, tetapi persamaan ringkasnya membantu kita melihat cara atom disusun ulang. OpenStax Concepts of Biology menjelaskan bahwa fotosintesis memakai karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen pada openstax.org.

Persamaan yang belum setara bisa ditulis:

\mathrm{CO_2(g)} + \mathrm{H_2O(l)} \rightarrow \mathrm{C_6H_{12}O_6(s)} + \mathrm{O_2(g)}

Kalau jumlah atom dihitung, hasilnya belum sama.

Unsur	Kiri	Kanan
$\mathrm{C}$	$1$	$6$
$\mathrm{H}$	$2$	$12$
$\mathrm{O}$	$3$	$8$

Koefisien yang tepat membuat jumlah atom kiri dan kanan sama:

6\mathrm{CO_2(g)} + 6\mathrm{H_2O(l)} \xrightarrow{\text{cahaya}} \mathrm{C_6H_{12}O_6(s)} + 6\mathrm{O_2(g)}

Sekarang hitungannya rapi.

Unsur	Kiri	Kanan
$\mathrm{C}$	$6$	$6$
$\mathrm{H}$	$12$	$12$
$\mathrm{O}$	$18$	$18$

Bagian yang penting bukan menghafal angka fotosintesis, melainkan kebiasaan membacanya: rumus zat tidak diganti, koefisien yang diatur, dan atom tetap terhitung sama.

Dari Reaksi ke Penilaian Hijau

Setelah reaksi dapat dibaca, barulah kita menilai apakah prosesnya sejalan dengan prinsip kimia hijau. Sebuah proses bisa tampak berguna, tetapi tetap tidak hijau jika menghasilkan polutan, memakai bahan berbahaya tanpa perlu, atau membutuhkan energi terlalu besar.

Proses sehari-hari	Cara membaca kimianya	Catatan 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.
Membuat kompos dari sisa makanan	Mikroorganisme menguraikan bahan organik menjadi bahan yang lebih sederhana.	Dapat mengurangi sampah organik, selama tidak menimbulkan bau, lindi, atau hama karena pengelolaan buruk.
Mencampur pembersih rumah tangga sembarangan	Zat yang aman dipakai terpisah bisa bereaksi menjadi gas berbahaya.	Tidak sejalan karena meningkatkan risiko kecelakaan. Jangan mencampur produk pembersih tanpa petunjuk resmi.

Perhatikan bahwa "alami" dan "hijau" tidak selalu sama. Kompos bisa membantu, tetapi jika dikelola buruk tetap menimbulkan masalah. Pembersih buatan pabrik bisa lebih aman jika formulanya jelas, dosisnya tepat, dan limbahnya dikurangi.

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.
Dikomposkan dengan benar	Bahan organik diuraikan perlahan menjadi kompos.	Lebih dekat dengan kimia hijau karena mengurangi limbah dan memanfaatkan bahan kembali.

Jawaban terbaik di sini adalah dikomposkan dengan benar. Alasannya bukan karena kompos terdengar alami, tetapi karena jalur prosesnya mengurangi pembakaran, mengurangi sampah, dan memanfaatkan bahan organik yang sudah ada.

Jadi, membaca proses kimia sehari-hari selalu dimulai dari zatnya: apa yang masuk, apa yang berubah, apa yang keluar, lalu bahaya apa yang dapat dicegah sejak awal.