Kimia adalah studi tentang materi, sifat-sifatnya, bagaimana dan mengapa zat bergabung atau terpisah untuk membentuk zat lain, dan bagaimana zat berinteraksi dengan energi. Banyak orang menganggap ahli kimia sebagai ilmuwan berlapis putih yang mencampur cairan aneh di laboratorium, tapi kenyataannya kita semua adalah ahli kimia. Memahami konsep kimia dasar penting untuk hampir setiap profesi. Kimia adalah bagian dari segalanya dalam hidup kita.
Setiap materi yang ada terdiri dari materi – bahkan tubuh kita sendiri. Kimia terlibat dalam segala hal yang kita lakukan, mulai dari menanam dan memasak makanan hingga membersihkan rumah dan tubuh kita untuk meluncurkan pesawat luar angkasa. Kimia adalah salah satu ilmu fisika yang membantu kita untuk menggambarkan dan menjelaskan dunia kita.
Lima cabang
Ada lima cabang kimia utama, masing-masing memiliki banyak bidang studi.
Kimia analitik menggunakan pengamatan kualitatif dan kuantitatif untuk mengidentifikasi dan mengukur sifat fisik dan kimia zat. Dalam arti, semua kimia itu analitis.
Kimia fisik menggabungkan kimia dengan fisika. Ahli kimia fisik mempelajari bagaimana materi dan energi berinteraksi. Termodinamika dan mekanika kuantum adalah dua dari cabang penting kimia fisik.
Kimia organik secara khusus mempelajari senyawa yang mengandung unsur karbon. Karbon memiliki banyak sifat unik yang memungkinkannya membentuk ikatan kimia kompleks dan molekul yang sangat besar. Kimia organik dikenal sebagai “Kimia Kehidupan” karena semua molekul yang membentuk jaringan hidup memiliki karbon sebagai bagian dari makeup mereka.
Bahan kimia anorganik mempelajari bahan seperti logam dan gas yang tidak memiliki karbon sebagai bagian dari susunannya.
Biokimia adalah studi tentang proses kimia yang terjadi pada organisme hidup.
Bidang studi
Dalam kategori luas ini adalah bidang studi yang tak terhitung jumlahnya, banyak di antaranya memiliki efek penting pada kehidupan kita sehari-hari. Ahli kimia memperbaiki banyak produk, dari makanan yang kita makan dan pakaian yang kita pakai dengan bahan yang kita bangun rumah kita. Kimia membantu melindungi lingkungan kita dan mencari sumber energi baru.
Kimia makanan
Ilmu makanan berurusan dengan tiga komponen biologis dari makanan – karbohidrat, lipid dan protein. Karbohidrat adalah gula dan pati, bahan bakar kimiawi yang dibutuhkan agar sel kita berfungsi. Lipid adalah lemak dan minyak dan merupakan bagian penting dari membran sel dan untuk melumasi dan melindungi organ dalam tubuh. Karena lemak memiliki 2,25 kali energi per gram daripada karbohidrat atau protein, banyak orang mencoba membatasi asupannya agar tidak menjadi kelebihan berat badan. Protein adalah molekul kompleks yang terdiri dari 100 sampai 500 atau lebih asam amino yang dirantai bersama dan dilipat menjadi bentuk tiga dimensi yang diperlukan untuk struktur dan fungsi setiap sel. Tubuh kita dapat mensintesis beberapa asam amino; Namun delapan di antaranya, asam amino esensial, harus dikonsumsi sebagai bagian dari makanan kita. Ilmuwan makanan juga memperhatikan komponen anorganik makanan seperti kandungan air, mineral, vitamin dan enzimnya.
Ahli kimia makanan meningkatkan kualitas, keamanan, penyimpanan dan rasa makanan kita. Ahli kimia makanan dapat bekerja untuk industri swasta untuk mengembangkan produk baru atau memperbaiki pemrosesan. Mereka mungkin juga bekerja untuk instansi pemerintah seperti Food and Drug Administration untuk memeriksa produk makanan dan penangan untuk melindungi kita dari kontaminasi atau praktik berbahaya. Ahli kimia makanan menguji produk untuk memasok informasi yang digunakan untuk label nutrisi atau untuk menentukan bagaimana kemasan dan penyimpanan mempengaruhi keamanan dan kualitas makanan. Flavorists bekerja dengan bahan kimia untuk mengubah rasa makanan. Ahli kimia juga dapat bekerja dengan cara lain untuk meningkatkan daya tarik sensorik, seperti meningkatkan warna, bau atau tekstur.
Kimia lingkungan
Ahli kimia lingkungan mempelajari bagaimana bahan kimia berinteraksi dengan lingkungan alam. Kimia lingkungan adalah studi interdisipliner yang melibatkan kimia analitik dan pemahaman tentang ilmu lingkungan. Ahli kimia lingkungan harus terlebih dahulu memahami bahan kimia dan reaksi kimia yang ada pada proses alami di tanah air dan udara. Pengambilan sampel dan analisis kemudian dapat menentukan apakah aktivitas manusia telah mencemari lingkungan atau menyebabkan reaksi berbahaya mempengaruhinya.
Kualitas air merupakan bidang kimia lingkungan yang penting. Air “Murni” tidak ada di alam; Selalu ada beberapa mineral atau zat lain yang dilarutkan di dalamnya. Ahli kimia kualitas air menguji sungai, danau dan air laut untuk karakteristik seperti oksigen terlarut, salinitas, kekeruhan, sedimen tersuspensi, dan pH. Air yang ditujukan untuk konsumsi manusia harus bebas dari kontaminan berbahaya dan dapat diobati dengan aditif seperti fluorida dan klorin untuk meningkatkan keamanannya.
Kimia pertanian
Kimia pertanian berkaitan dengan zat dan reaksi kimia yang terlibat dengan produksi, perlindungan dan penggunaan tanaman dan ternak. Ini adalah bidang interdisipliner yang sangat bergantung pada hubungan dengan banyak ilmu lainnya. Ahli kimia pertanian dapat bekerja sama dengan Departemen Pertanian, Badan Perlindungan Lingkungan, Food and Drug Administration atau untuk industri swasta. Ahli kimia pertanian mengembangkan pupuk, insektisida dan herbisida yang diperlukan untuk produksi tanaman berskala besar. Mereka juga harus memantau bagaimana produk ini digunakan dan dampaknya terhadap lingkungan. Suplemen gizi dikembangkan untuk meningkatkan produktivitas daging dan susu sapi.
Bioteknologi pertanian adalah fokus yang tumbuh dengan cepat bagi banyak ahli kimia pertanian. Memanipulasi tanaman secara genetis agar tahan terhadap herbisida yang digunakan untuk mengendalikan gulma di ladang memerlukan pemahaman rinci tentang tanaman dan bahan kimia pada tingkat molekuler. Ahli biokimia harus memahami genetika, kimia dan kebutuhan bisnis untuk mengembangkan tanaman yang lebih mudah untuk diangkut atau yang memiliki umur simpan lebih lama.
Teknik Kimia
Insinyur kimia meneliti dan mengembangkan materi atau proses baru yang melibatkan reaksi kimia. Teknik kimia menggabungkan latar belakang kimia dengan konsep teknik dan ekonomi untuk memecahkan masalah teknologi. Pekerjaan teknik kimia terbagi dalam dua kelompok utama: aplikasi industri dan pengembangan produk baru.
Industri memerlukan insinyur kimia untuk merancang cara baru untuk membuat produk manufaktur mereka menjadi lebih mudah dan hemat biaya. Insinyur kimia terlibat dalam merancang dan mengoperasikan pabrik pengolahan, mengembangkan prosedur keselamatan untuk menangani bahan berbahaya, dan mengawasi pembuatan hampir semua produk yang kami gunakan. Insinyur kimia bekerja untuk mengembangkan produk dan proses baru di setiap bidang dari obat-obatan ke bahan bakar dan komponen komputer.
Geokimia
Ahli geokimia menggabungkan kimia dan geologi untuk mempelajari riasan dan interaksi antara zat yang ditemukan di Bumi. Ahli geokimia mungkin menghabiskan lebih banyak waktu dalam studi lapangan daripada jenis ahli kimia lainnya. Banyak yang bekerja untuk Survei Geologi A.S. atau Environmental Protection Agency dalam menentukan bagaimana operasi penambangan dan limbah dapat mempengaruhi kualitas air dan lingkungan. Mereka dapat melakukan perjalanan ke tambang terpencil yang terpencil untuk mengumpulkan sampel dan melakukan evaluasi lapangan kasar, dan kemudian mengikuti arus melalui daerah aliran sungai untuk mengevaluasi bagaimana kontaminan bergerak melalui sistem. Ahli geokimia minyak bumi dipekerjakan oleh perusahaan minyak dan gas untuk membantu menemukan cadangan energi baru. Mereka juga dapat mengerjakan pipa dan rig minyak untuk mencegah reaksi kimia yang dapat menyebabkan ledakan atau tumpahan.
Kimia forensik
Ahli kimia forensik menangkap dan menganalisis bukti fisik yang ditinggalkan di TKP untuk membantu menentukan identitas orang-orang yang terlibat serta menjawab pertanyaan penting lainnya mengenai bagaimana dan mengapa kejahatan dilakukan. Ahli kimia forensik menggunakan beragam metode analisis, seperti kromatografi, spektrometri dan spektroskopi.
Dalam penelitian baru yang muncul dalam Journal of the American Society of Mass Spectrometry, ilmuwan dari departemen kimia di Louisiana State University (LSU) mulai menerapkan teknologi laser ke bidang ilmu forensik.
Mereka mengembangkan sistem yang berjalan di atas dan di luar identifikasi sidik jari. Teknik ini dapat menangkap molekul yang terkandung di dalam fingermark, termasuk lipid, protein, bahan genetik, atau bahkan sejumlah peledak, yang dapat dianalisis lebih lanjut. Alat baru ini pada dasarnya mengambil misteri untuk mengidentifikasi komposisi kimia dari fingermarks di TKP.
Alat ini memusatkan cermin dan serat optik menggunakan laser – ke permukaan yang mengandung fingermark. Laser kemudian memanaskan air atau uap air di permukaan, memicu ikatan kimia di air untuk meregangkan dan bergetar, menurut LSU College of Science Blog. Semua energi terfokus ini menyebabkan air “meledak”, mengubahnya menjadi gas dan memisahkan biomolekul seperti DNA. Proses ini disebut laser ablation.
Selanjutnya sistem pompa vakum kecil menarik air dan molekul ke saringan kecil yang menangkap segala sesuatu yang tertinggal oleh jari seseorang. Ilmuwan forensik kemudian dapat memasukkan isinya ke dalam alat analisis seperti spektrometer massa atau kromatografi gas-spektrometer massa.
Yang penting, teknik ablasi laser ini dapat dengan mudah menangkap fingermarks pada permukaan berpori, seperti karton (dimana metode forensik tradisional belum terlalu berhasil).
Untuk menguji teknik baru mereka, para peneliti menempatkan fingermarks pada berbagai jenis permukaan, termasuk kaca, plastik, aluminium dan karton. Ujung jari ini dicampur dengan zat-zat yang beragam seperti kafein, krim antiseptik, pelumas kondom dan TNT, menurut LSU College of Science Blog. Setelah masing-masing menangkap fingermark, ahli kimia dapat mengidentifikasi zat ini dengan menggunakan spektrometri massa.
