Ciri-ciri Reaksi Kimia

Pada   bab sebelumnya kalian telah mempelajari tentang perubahan fisika dan perubahan kimia. Perubahan fisika merupakan perubahan suatu materi menjadi materi lain yang tidak menyebabkan terjadinya materi berjenis baru. Adapun perubahan kimia merupakan perubahan materi yang disertai terbentuknya materi baru. Perubahan kimia disebut dengan istilah reaksi kimia.
Reaksi kimia dapat terjadi secara alami, tanpa campur tangan manusia. Hal ini terlihat pada pembentukan stalaktit dan stalakmit di dalam gua yang merupakan timbunan kalsium karbonat yang berasal dari tetesan air tanah selama ribuan dan jutaan tahun.
Reaksi kimia pun dapat kalian lakukan di laboratorium melalui percobaan- percobaan. Setelah mempelajari bab ini, diharapkan kalian dapat mengidentifikasi suatu peristiwa atau percobaan termasuk reaksi kimia atau bukan.

 A.  Pengertian Reaksi Kimia

Gambar 11.1 Contoh-contoh reaksi- reaksi kimia, misaI gambar gelas kimia yang keluar asap karena reaksi kimia

Reaksi kimia terjadi jika antara zat-zat yang bercampur memben­tuk zat baru dengan suatu ikatan kimia. Adanya ikatan kimia menyebabkan zat yang terbentuk memiliki sifat yang jauh berbeda dengan materi pemben-tuknya. Beberapa contoh reaksi kimia yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari adalah pembusukan sampah, terbakarnya kertas, kayu yang terbakar, perkaratan besi karena udara lembap, terurainya air menjadi gas oksigen dan gas hidrogen pada peristiwa elektrolisis, dan sebagainya.
Reaksi kimia merupakan perubahan kimia dari satu bentuk materi menjadi bentuk materi yang lain. Zat-zat yang terlibat dalam reaksi kimia, dapat dibedakan menjadi zat-zat yang bereaksi dengan zat- zat hasil reaksi. Zat-zat yang bereaksi disebut juga sebagai pereaksi atau reaktan, sedangkan zat-zat hasil reaksi disebut dengan istilah produk. Zat-zat pereaksi dan zat-zat hasil reaksi dipisahkan oleh tanda anak panah. Penulisan pereaksi dan hasil reaksi yang dipisahkan oleh tanda anak panah tersebut dinamakan dengan persamaan reaksi kimia.

Penulisan Persamaan Reaksi

Dalam penulisan persamaan reaksi kimia, reaktan diletakkan di sebelah kiri anak panah atau di bagian pangkal anak panah, sedangkan produk terletak di sebelah kanan anak panah atau di bagian ujung anak panah. Arah anak panah menunjukkan arah reaksi tersebut berjalan.
Penulisan umum persamaan reaksi:

A + B ->   C + D
reaktan  produk .

Di samping itu persamaan reaksi juga meng­gambarkan massa zat sebelum dan sesudah reaksi juga sama, atau mengikuti hukum kekekalan massa yang akan dibahas lebih lanjut.

Persamaan reaksi kimia juga memberikan informasi dari wujud zat yang bereaksi. Wujud dari masing-masing zat yang bereaksi dan hasil reaksi dituliskan dengan huruf yang diletakkan sejajar di belakang rumus kimia dipisahkan dengan tanda kurung. Zat yang berwujud padat diberi simbol s (s: solid, padat), zat yang berwujud cair dengan simbol I (I: liquid, cairan), zat berwujud gas dengan simbol g (g: gas), sedangkan untuk zat-zat yang terlarut air diberi simbol aq (aq: aqueous solution, zat yang terlarut dalam air).
Misalnya logam besi bereaksi dengan gas oksigen menjadi besi(III) oksida, maka dapat dituliskan dengan kata-kata sebagai berikut.
Besi + gas oksigen Besi(III) oksida Penulisan persamaan kata-kata tersebut secara kimia dapat dituliskan dengan suatu persamaan reaksi. Besi dan gas oksigen bertindak sebagai pereaksi, maka dituliskan di sebelah kiri anak panah. Besi(III) oksida sebagai hasil reaksi dituliskan di sebelah kanan anak panah. Logam besi mempunyai lambang unsur Fe, karena logam besi merupakan unsur yang berbentuk padat, maka perlu diberi keterangan wujud padat (s), gas oksigen mempunyai rumus molekul (0₂) dan berwujud gas (g), sedangkan besi(III) oksida mempunyai rumus molekul (Fe₂0₃) dan berwujud padat (s).
Menurut penulisan kimia reaksi tersebut dapat dituliskan dengan persamaan reaksi: Fe(s) + 0₂(g) -> Fe₂0₃(s)
Beberapa contoh persamaan reaksi dapat dilihat di bawah.

1. Reaksi peruraian air (H₂0) H₂0(/) H₂(g) + 0₂(g)
2. Reaksi pembentukan garam dapur Na(s) + C\₂(g) NaCI(s)
3. Reaksi pembakaran karbon C(s) + O₂(g) -> CO₂(g)
4. Reaksi asam basa HCI(a<7) + NaOH(ac7) -> NaCI(ag) + H₂0(/)

B.  Ciri-ciri Reaksi Kimia

Berlangsungnya perubahan kimia atau reaksi kimia biasanya ditandai oleh suatu perubahan yang dapat diamati, misalnya dengan terlihatnya perubahan warna karena terjadinya zat yang jenisnya baru, terbentuknya endapan, terjadinya gas, dan adanya perubahan suhu. Berikut ini ciri-ciri terjadinya suatu reaksi kimia disertai contohnya.

1. Timbulnya Gelembung Gas

Gambar 11.4 Timbulnya gelembung merupakan salah satu ciri terjadinya zat yang jenisnya baru

contoh :
Logam besi dengan larutan asam klorida menghasilkan gas hidrogen.

Fe(s) + 2HCI (aq) -> FeCI₂(aq) + H₂(g)
Logam seng + larutan asam klorida, juga menghasilkan gas hidrogen.
Zn(s) + 2HC\(aq) -> ZnCI₂(a<?) + H ₂{g)

2. Terbentuknya Endapan

Gambar 11.5 Reaksi perak nitrat dengan natrium klorida akan menghasilkan endapan perak klorida yang berwarna putih

Contoh:
Larutan timbal(II) asetat dengan larutan kalium iodida (KI), menghasilkan endapan berwarna kuning.
Pb(CH₃COO)₂(a<7) + 2KI(a<7) -> Pbl₂(s) + 2CH₃COOK(a<7)
Larutan perak nitrat dengan natrium klorida, membentuk endapan berwarna putih.
AgN0₃(3<7) + NaCI(a<7) -» AgCI(s) + NaN0₃(aq)

3. Terjadinya Perubahan Warna

Gambar 11.6 Larutan asam klorida (HCI) mula-mula jernih berubah menjadi kekuningan setelah direaksikan dengan logam besi

Contoh

Larutan kalium permanganat yang berwarna merah-ungu akan menjadi bening atau merah muda jika ditetesi dengan asam sulfat (H₂S0₄) dan asam oksalat (H₂C₂0₄).
2KMnO₄(aq) + 3H₂S0₄(aq) + 5H₂C₂0₄(aq) K₂S0₄(ac7) + 2MnS0₄(a<7) + 8H₂0(l) + 10CO₂(g)
Logam besi dengan larutan asam klorida akan menghasil­kan gas hidrogen dan larutan besi klorida yang berwarna kekuningan.
Fe(s) + HCI(aq) FeCI₂(aq) + H ₂(g)

4. Terjadinya Perubahan Suhu

Gambar 11.7 Batu gamping menjadi panas ketika ditambah dengan air karena terjadi reaksi kimia

Contoh:
Larutan barium oksida (BaO) dengan amonium klorida (NH₄CI), menyebabkan penu­runan suhu.
BaO(aq) + 2NH₄CI(a<7) -> BaCI₂(a<7) + 2NH₃(a<7) + H₂0 (/)
Kristal kalsium oksida (CaO) dengan air (H₂0), menyebab­kan kenaikan suhu.
CaO(s) + H₂0(/)->Ca(0H)₂(ag)

C.  Kecepatan/Laju Reaksi

Tentunya kalian pernah melihat anak-anak bermain petasan atau pertunjukan kembang api? Pada waktu Amerika Serikat menyerang Irak, akhir 2003 lalu kita bahkan dapat menyaksikan ledakan senjata-senjata perang, dan aksi- aksi peledakan bom di televisi. Pada reaksi-reaksi dahsyat seperti itu, 1hanya membutuhkan waktu 1/10 detik atau bahkan lebih singkat. Sebaliknya pada reaksi pembentukan minyak bumi dari sisa-sisa tumbuhan dan hewan membutuhkan waktu berjuta-juta tahun agar terbentuk minyak
Apakah kecepatan reaksi itu? Dalam persamaan reaksi telah kalian ketahui bahwa reaksi berjalan mulai dari reaktan menuju produk. Reaktan terletak di sebelah kiri anak panah atau pangkal anak panah, sedangkan produk terletak di sebelah kanan atau ujung anak panah. Dalam hal ini jika diandaikan reaksi berjalan terus, maka secara logika terlihat bahwa jumlah reaktan akan semakin berkurang, sedangkan produk akan semakin bertambah.
Kecepatan reaksi dapat didefinisikan sebagai kecepatan berkurangnya reaktan tiap satuan waktu. Atau jika ditinjau dari produk kecepatan reaksi dapat didefinisikan sebagai kecepatan bertambahnya produk tiap satuan waktu.

V= Berkurangnya reaktan /Waktu yang dibutuhkan

atau

V= Bertambahnya produk/Waktu yang dibutuhkan

Beberapa Faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Reaksi

Mengapa makanan seperti daging dan tempe ketika dimasukkan lemari es menjadi lebih awet dibanding jika ditaruh di lemari biasa? Penyimpanan makanan dalam lemari es bertujuan agar reaksi berjalan lambat atau berhenti. Makanan yang diletakkan di dalam lemari es, akan mengalami pelambatan reaksi pembusukan sehingga makanan dapat lebih awet.
Pada umumnya dalam reaksi kimia yang disengaja atau diinginkan, kalian ingin agar cepat membentuk produk. Untuk itu harus dilakukan perlakuan yang dapat mempercepat terjadinya reaksi seperti yang diinginkan. Beberapa perlakuan yang dapat mempengaruhi kecepatan terjadinya produk dinamakan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kecepatan reaksi. Banyak faktor yang dapat berperan dalam proses antara lain: ukuran materi, suhu, pencernaan makanan dalam pengadukan, tekanan gas,  konsentrasi, dan katalisator. Dalam bab ini akan dibahas beberapa faktor saja seperti ukuran materi, suhu, dan pengadukan, sedangkan untuk faktor yang lainnya akan dipelajari pada pembahasan berikutnya.

1. Pengaruh Ukuran Materi terhadap Kecepatan Reaksi

Dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam industri, sering dilakukan kegiatan untuk mengatur kecepatan reaksi. Perhatikanlah sekeliling kalian. Setiap orang yang makan pasti dikunyah terlebih dahulu sebelum ditelan. Mengapa hal itu dilakukan? Tujuan pengunyahan dalam sistem pencernaan adalah untuk menghancurkannya secara fisika sehingga selanjutnya sari makanan lebih mudah dan cepat diuraikan secara kimia.
Peristiwa tersebut menggambarkan perbedaan ukuran partikel dari zat yang bereaksi. Semakin kecil ukuran partikel maka reaksi akan berjalan semakin cepat.
Dari berbagai percobaan terlihat bahwa reaksi dari materi yang mempunyai ukuran lebih kecil akan berjalan lebih cepat. Hal tersebut dapat diterangkan, dengan semakin kecil ukuran suatu materi, maka mengandung arti memperluas permukaan sentuh materi tersebut.
Semakin kecil ukuran partikel suatu benda, maka akan semakin banyak jumlah total permukaan benda tersebut (dalam massa yang sama). Oleh karena luas permukaan semakin banyak, maka kemungkinan terjadinya tumbukan antarpermukaan partikel akan semakin sering terjadi.

2. Pengaruh Suhu terhadap Kecepatan Reaksi

Gambar 11.9 Menyimpan makanan dalam lemari es memperlambat proses pembusukan makanan

Pernahkah kalian menggoreng telur? Apa yang terjadi bila  dibandingkan dengan merebus  telur. Mengapa demikian? Minyak bila dipanaskan suhunya akan lebih tinggi dibandingkan air yang mendidih. Hal itu mengakibatkan telur yang digoreng lebih cepat matang bila dibandingkan dengan yang direbus.
Begitu juga dengan reaksi kimia. Reaksi kimia cenderung berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Namun kita juga bisa mempercepat reaksi dengan menurunkan suhu, misalnya memperlambat proses pembu­sukan makanan/buah-buahan dengan mendinginkannya di lemari es.

3. Pengaruh Pengadukan terhadap Kecepatan Reaksi

Apakah pengadukan juga mempengaruhi kecepatan reaksi? Jika jawabannya ya, mengapa pengadukan dapat mempercepat reaksi? Pengadukan mempercepat terjadinya reaksi karena mempercepat tumbukan antarpartikel. Tumbukan antarpartikel zat tersebut menyebabkan adanya transfer energi. Transfer energi inilah yang menimbulkan terjadinya reaksi kimia.

Perubahan Kimia dan Fisika

Secara alami semua materi di alam semesta akan mengalami perubahan, karena di dunia ini tidak ada sesuatu yang kekal dan abadi. Keabadian hanyalah dimiliki oleh Tuhan yang Mahakuasa. Semua makhluk hidup pasti meninggal, semua benda pasti mengalami kerusakan. Air dapat berwujud cair, sedangkan di pagi hari terdapat kabut berwarna putih yang juga merupakan air namun dalam wujud uap, demikian juga es batu merupakan air yang berwujud padat.
Besi yang tadinya halus dan bagus lama-kelamaan akan berkarat menjadi kotor dan jelek, makanan yang tadinya segar dan enak berubah menjadi basi. Apakah perubahan-perubahan tersebut aneh? Seseorang yang tahu ilmu pengetahuan alam (sains) tidak akan merasa aneh dengan semua perubahan tersebut, karena semua perubahan di alam semesta ada ilmunya. Perubahan materi meliputi perubahan kimia dan fisika. Setelah mempelajari bab ini diharapkan kalian dapat mengetahui perubahan kimia dan fisika berdasarkan hasil percobaan sederhana.

A. Perubahan Materi

Materi dapat berubah menjadi materi lain, baik perubahan wujud, maupun perubahan jenis materi. Secara garis besar perubahan materi dibedakan menjadi perubahan fisika dan perubahan kimia. Perubahan fisika sangat erat hubungannya dengan sifat-sifat fisika, seperti: bentuk, warna, bau,  yang telah diterangkan di depan. Perubahan kimia berhubungan dengan sifat kimia dari zat seperti mudah tidaknya terbakar, mudah tidaknya membusuk, dan sebagainya.

Info : Materi dapat mengalami perubahan karena beberapa faktor, seperti: perubahan suhu, perubahan tekanan, pem­bakaran, pengadukan, direaksi­kan dengan zat lain atau diberi gaya listrik. Perubahan tersebut ada yang mengakibatkan perubahan susunan penyusun wujud, dan sebagainya seperti materi dan ada juga yang tidak

Perubahan fisika mempunyai ciri-ciri tidak terjadinya materi yang jenisnya baru, sekalipun materi tersebut berubah bentuk dan wujudnya, namun jika tidak ada perubahan yang dihasilkan tidak menunjukkan perubahan jenis, tetap merupakan perubahan fisika. Misalnya potongan besi berbentuk persegi panjang, kemudian ditempa menjadi pisau yang tajam dan diubah menjadi engsel pintu, maka perubahan tersebut tetap merupakan perubahan fisika, karena jenis materi tidak berubah, pisau dan engsel tetap merupakan besi. Air dimasukkan dalam lemari es, setelah beberapa saat berubah menjadi keras dan padat, perubahan ini pun merupakan perubahan fisika.
Perubahan kimia ditandai dengan terbentuknya materi yang jenisnya baru. Materi yang terjadi akibat perubahan kimia sama sekali baru, karena sifat dari materi awai dengan materi akhir setelah perubahan berbeda jauh. Misalnya ketela yang tadinya keras dan tidak manis, ketika diberi ragi dan disimpan beberapa lama berubah menjadi empuk dan rasanya menjadi manis. Plastik ketika dibakar mengeluarkan bau yang tidak enak dan hasil pembakaran adalah materi baru yang tidak sama dengan sifat plastik semula. Demikian pula kayu dan kertas yang dibakar, semuanya merupakan contoh dari perubahan kimia

B. Perubahan Kimia

Apakah perubahan kimia? Dan bagaimana ciri- ciri serta gejala-gejala untuk mendeteksi apakah materi berubah secara kimia bukan secara fisika? Coba kalian temukan sendiri pertanyaan tersebut dengan melakukan aktivitas berikut.
Perubahan kimia akan selalu menghasilkan perubahan materi yang jenisnya baru. Sekalipun menghasilkan materi yang jenisnya baru, namun dalam perubahan kimia, tidak disertai dengan perubahan massa asai tidak ada massa yang hilang (misal: menguap, tumpah, atau diambil). Cobalah kalian definisikan apakah pengertian massa.
Massa sebelum dan sesudah reaksi kimia akan selalu konstan, hal ini merupakan hukum kekekalan massa, sebagaimana yang telah dikemukakan oleh Antonie Lavoisier, seorang warga Italia. Ingat bahwa massa akan senantiasa konstan, massa hanya dapat diubah bentuknya dari satu massa ke massa yang lain, tetapi secara keseluruhan jumlah massa akan selalu konstan. Sebagai contoh pembakaran kertas yang menghasilkan abu.
Kertas lebih berat dibandingkan abu. Dalam proses pembakaran akan ada massa yang hilang. Namun perlu diingat pembakaran membutuhkan gas oksigen dan menghasilkan gas C0₂ dan uap air. Jadi massa sebelum reaksi yang ditimbang seharusnya kertas dan gas oksigen. Adapun massa setelah reaksi yang ditimbang adalah abu, gas C0₂, dan uap air.

C.  Perubahan Fisika dan Perubahan Kimia dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Perubahan Fisika

a.  Perubahan wujud dari cair ke padat

Gambar 10.2 Air yang membeku

Perubahan wujud dari cair ke padat dinamakan pula dengan membeku. Beberapa contoh proses pembekuan yang sering terjadi di sekitar kita adalah proses pembekuan yang disebabkan oleh penurunan suhu atau pelepasan panas, misalnya: pembentukan es dalam lemari es atau freezer, perubahan nira (cairan yang diambil dari pohon kelapa) menjadi gula jawa, pembuatan gula batu, proses perubahan wujud dari cair ke padat karena penguapan, pembuatan garam, dan penguapan larutan sari jahe menjadi serbuk jahe instan

b.   Perubahan wujud dari cair ke uap

Gambar 10.3 Air mendidih

Perubahan ini dinamakan menguap. Perubahan wujud dari wujud cair menjadi uap karena materi cair memperoleh energi panas yang besar. Contohnya air yang dimasak mendidih, air laut menguap karena pemanasan sinar matahari, pakaian basah dijemur menjadi kering, dan parfum minyak wangi menguap.

c. Perubahan wujud padat menjadi cair

Gambar 10.4 Es meleleh

Perubahan wujud dari padat menjadi cair dinamakan mencair atau melebur. Perubahan ini terjadi karena bertambahnya panas sampai pada titik lelehnya. Sehingga peru¬bahan dari wujud padat menjadi cair dapat dilakukan dengan cara pemanasan. Beberapa contoh perubahan wujud dari padat ke antara lain: es batu Vang mencair, es krim yang meleleh, salju yang mencair di musim semi, dan sebagainya.

d. Perubahan wujud dari padat menjadi uap/ gas

Perubahan wujud dari padat menjadi uap disebut dengan menyublim. Beberapa materi dapat berubah dari padat langsung menjadi uap, hal ini terjadi karena panas yang diserap materi tersebut sangat tinggi, sehingga tidak ada kesempatan menjadi cair, melainkan langsung menjadi uap. Misalnya zat yang sering disebut dengan dry ice. Dry ice sebenarnya merupakan gas karbon dioksida (C0₂) yang dipadatkan dengan tekanan tinggi, sehingga ketika dikeluarkan dalam tempatnya langsung berubah menjadi uap. Kapur barus yang diletakkan di lemari pakaian lama-kelamaan akan habis karena berubah menjadi uap.

e.  Perubahan wujud dari uap menjadi cair

Gambar 10.5 Kabut mencair Sumber: Encarta Ensiklopedi 2000

Perubahan ini dinamakan dengan mencair atau mengembun untuk istilah uap air menjadi air. Pada pagi hari tentunya kalian sering melihat kabut yang merupakan uap- uap air. Kabut sangat banyak terdapat di pegunungan terutama pada malam dan pagi hari. Sistem penyulingan atau distilasi digunakan untuk memisahkan minyak wangi pada pembuatan parfum

f. Perubahan wujud dari uap menjadi padat

dengan istilah memadat. Di alam perubahan ini agak jarang ditemui. Sebagai contoh perubahan dari wujud uap menjadi padat ditemui ketika kalian melakukan percobaan pemisahan dengan sistem sublimasi. Dalam percobaan sublimasi, kristal iodium (I₂) dipanaskan sehingga membentuk uap. Kemudian uap tersebut akan mengenai corong kaca yang dingin, sehingga uap iodium akan segera berubah menjadi padat kembali berupa kristal-kristal iodium.

2. Perubahan Kimia

a.   Pembusukan

Banyak peristiwa-peristiwa di alam yang merupakan perubahan kimia. Proses terjadinya minyak bumi merupakan peristiwa perubahan kimia yang terjadi selama jutaan tahun. Minyak bumi berasal dari jasad-jasad makhluk hidup yang disebut dengan plankton. Oleh karena tekanan dan suhu yang  tinggi maka plankton-plankton tersebut akan berubah menjadi materi baru yang disebut dengan istilah minyak bumi. Proses pembusukan sampah yang ada di sekitar kalian juga termasuk perubahan kimia.
Peristiwa perubahan bahan organik menjadi materi lain yang busuk dinamakan dengan istilah pembusukan. Sehingga proses pembusukan merupakan salah satu peristiwa perubahan kimia yang sering kita jumpai. Salah satu tanda perubahan kimia adalah terbentuknya materi yang jenisnya baru, sehingga sampah yang telah lama akan menjadi busuk, karena terbentuknya materi baru seperti biogas yang merupakan salah satu gas bakar, amoniak (terdapat dalam tempe yang sudah busuk), gas hidrogen sulfida (banyak terdapat dalam telur busuk), dan sebagainya. Unsur utama yang terlibat dalam peristiwa pembusukan adalah hidrogen, sehingga dalam pembusukan kandungan unsur hidrogen selalu bertambah.
Contoh:

1. Materi yang mengandung fosfor (tulang, pupuk fosfat) menjadi PH₃ (fosfin).
2. Materi yang mengandung nitrogen menjadi amonia (NH,).
3. Materi yang mengandung belerang menjadi asam sulfida (H₂S).

b.  Pembakaran

Gambar 10.7 Pembakaran kayu

Pembakaran merupakan peristiwa perubahan kimia. Pembakaran membutuhkan adanya gas oksigen. Proses pembakaran sering kalian jumpai,
misalnya pembakaran sampah di kebun atau peristiwa terjadinya kebakaran hutan oleh orang-orang yang tidak bertanggung jawab. Ibu-ibu yang menanak atau merebus air dengan menggunakan kayu, arang, atau gas. Pembakaran makanan seperti sate, ayam bakar, dan sebagainya. Dalam peristiwa pembakaran pasti terjadi perubahan materi. Hal tersebut dapat diamati dengan panca indra kita, seperti berubahnya warna materi menjadi hitam atau abu-abu.

 c. Oksidasi

Oksidasi merupakan peristiwa bereaksinya suatu materi dengan oksigen (dalam pelajaran yang lebih lanjut pengertian oksidasi akan berkembang). Pembakaran merupakan salah satu peristiwa oksidasi, karena dalam pembakaran materi bereaksi dengan gas oksigen. Besi yang mula-mula utuh lama-lama berkarat dan rusak. Hal ini karena besi bereaksi dengan oksigen dan air.
Peristiwa teroksidasinya besi sering disebut dengan perkaratan. Beberapa peristiwa oksidasi yang sering kita alami misalnya: perkaratan logam, peristiwa hilangnya warna oleh bahan pemutih, peristiwa pernapasan dalam tubuh kalian, berubahnya ketela menjadi tape yang mengandung alkohol sehingga terasa enak dan manis, dan masih banyak peristiwa lain.

d. Reduksi

Reduksi merupakan kebalikan dari peristiwa oksidasi. Peristiwa reduksi merupakan peristiwa bereaksinya suatu zat dengan hidrogen (dalam pelajaran yang lebih lanjut pengertian reduksi akan berkembang). Peristiwa reduksi terjadi di daerah yang
tidak banyak mengandung oksigen dan sinar matahari, misalnya: pembusukan makanan dalam tubuh, tumbuhnya bakteri dalam makanan yang tidak tertutup rapat, dan sebagainya.

Kepadatan Populasi Manusia

Berapakah jumlah keluarga kalian? Ada yang sedikit dan ada juga yang banyak, bukan? Coba perhatikan kehidupan antara keluarga yang kecil dan besar tersebut, dilihat dari kebutuhan hidupnya. Tentunya semakin banyak anggota keluarga kebutuhan seperti pangan, papan, dan lain sebagainya juga semakin banyak. Begitu juga dengan semakin bertambahnya penduduk di Indonesia ini, maka kebutuhan hidupnya juga meningkat dan berpengaruh terhadap lingkungan.
Setelah belajar bab ini kalian akan dapat mempediksi pengaruh kepadatan populasi manusia terhadap lingkungan.

A.  Manusia dalam Lingkungan Hidupnya

Manusia mampu mengubah suatu ekosistem, tanah tandus yang gersang dapat disulap menjadi tanah pertanian yang subur oleh manusia. Sebaliknya, tanah yang subur dapat menjadi tandus juga akibat ulah manusia. Usaha manusia yang bertujuan untuk menyejahterakan manusia, juga berdampak merugikan kehidupan manusia itu sendiri.
Dampak limbah industri, hasil teknologi manusia, menghasilkan limbah buangan yang mengganggu atau meracuni lingkungan hidup manusia. Lingkungan alami dapat tercemar oleh zat buangan (limbah) pabrik. Hadirnya pencemar (penyebab pencemaran) limbah ini akan mengakibatkan terjadinya pencemaran (polusi). Pencemaran air akibat ulah manusia, misalnya limbah rumah tangga, juga akan menyebabkan kesehatan manusia menurun kualitasnya. Hal ini akibat manusia mengonsumsi air tercemar sehingga dapat menderita sakit. Pencemaran udara akibat asap kendaraan bermotor mengganggu kesehatan manusia, contohnya manusia akan sesak napas dan mata terasa pedih.
Pencemaran tanah akan berakibat juga pada pencemaran air resapan (sumur). Apa akibatnya jika air sumur tercemar? Apa pula yang terjadi pada tumbuhan apabila menerima air tercemar? Pencemaran lingkungan hidup akibat ulah manusia akan berakibat negatif kepada kesehatan manusia itu sendiri maupun makhluk hidup lainnya.

B. Kependudukan

Masyarakat sebagai kumpulan manusia (populasi) berinteraksi dengan populasi makhluk hidup yang lain. Bagaimana keadaan populasi manusia sebagai penduduk yang mendiami tempat tertentu dan dalam rentang waktu tertentu?
Jumlah penduduk di suatu wilayah dari waktu ke waktu disebut dinamika penduduk. Untuk menghitung dinamika penduduk, perhatikan rumus berikut.

DP = (N + I) – (M + E) Dengan DP - dinamika penduduk N = natalitas (kelahiran) I imigrasi (masuk atau orang baru) M = mortalitas (kematian) E - emigrasi (keluaratau pindah penduduk)

Jumlah penduduk di suatu wilayah ditentukan oleh kelahiran, kematian, penduduk baru, dan penduduk pindah

1.   Kelahiran (Natalitas)

Kelahiran bayi akan menambah jumlah penduduk. Pertambahan jumlah bayi dalam tiap tahun dinyatakan sebagai angka kelahiran (natalitas).

N =-(Jumlah bayi lahir dalam 1 tahun/      Jumlah penduduk dalam tahun tersebut)  x 1.000

Apabila angka kelahiran lebih dari 30, maka angka kelahirannya tinggi dan kurang dari 30 angka kelahirannya rendah.

2.   Kematian (Mortalitas)

Kematian penduduk akan mengurangi jumlah penduduk. Kematian penduduk dapat dinyatakan dengan angka kematian (mortalitas).

M =  Jumlah kematian dalam 1 tahun /Jumlah penduduk dalam tahun tersebut)  x 1.000

Apabila angka kematian lebih dari 18, maka angka kematiannya tinggi dan lebih kecil dari 18 angka kematiannya rendah.

3. Penduduk Baru (Remigrasi dan Imigrasi)

Penduduk yang baru atau yang masuk dapat dibedakan atas dua macam, yaitu:

1. Remigrasi, yaitu perpindahan penduduk ke negeri atau tempat asalnya.
2. Imigrasi, yaitu perpindahan penduduk dari luar negeri ke dalam negeri.

4. Penduduk Pindah (Urbanisasi, Transmigrasi, dan Emigrasi)

Penduduk yang pindah atau yang keluar dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:

1. Urbanisasi, yaitu perpindahan penduduk dari desa ke kota.
2. Transmigrasi, yaitu perpindahan penduduk dari penduduk yang padat ke pulau yang kurang padat dalam suatu negara.
3. Emigrasi, yaitu perpindahan penduduk dari dalam negeri ke luar negeri.

C.  Kepadatan Penduduk

Jumlah anggota populasi manusia dalam suatu wilayah tertentu dalam kurun waktu tertentu disebut kepadatan penduduk. Kepadatan penduduk di suatu wilayah tertentu dapat dihitung dengan rumus berikut.

Kepadatan penduduk (orang/km²) = Jumlah penduduk (orang)/  Luas wilayah (km²)

Kepadatan penduduk (KP) dipengaruhi oleh dinamika penduduk (DP). Dinamika penduduk yang mengakibatkan pertambahan jumlah penduduk disebut pertumbuhan penduduk. Pertumbuhan penduduk yang tidak terkendali sehingga melebihi daya dukung alamnya menyebabkan terjadi ledakan penduduk. Penyebaran penduduk di Indonesia ternyata tidak merata. Pulau Jawa menduduki ranking pertama dalam kepadatan penduduk di Indonesia.
Ternyata pertambahan penduduk yang sangat pesat mempunyai akibat samping berupa permasalahan-permasalahan penduduk. Beberapa aspek permasalahan tersebut, yaitu:

1. Kesejahteraan Sosial

Kesejahteraan menyangkut kemakmuran penduduk. Hal ini dapat diartikan keperluan penduduk telah tercukupi, minimal dalam pangan, sandang, dan perumahan, juga tidak dilupakan pendidikannya. Keterbatasan lahan pertanian dapat ditingkatkan produksinya dengan pengolahan secara intensif dan ekstensif. Pengolahan tanah secara intensif dengan melaksanakan panca usaha tani.
Pengolahan secara ekstensif dengan bantuan alat teknologi bermesin di dalam penduduk yang padat dan lahan yang terbatas, justru akan menambah pengangguran. Kepadatan penduduk akan menambah kebutuhan akan pangan dan sandang serta perumahan.

2.  Kesehatan dan Keamanan

Penduduk yang sangat padat, ditambah dengan penghasilan yang rendah, akan berdampak tidak ter­cukupinya kebutuhan pangan dalam keluarganya. Di samping berdampak terjadinya kekurangan pangan, terlebih pangan yang bergizi. Keadaan ini akan berakibat pada timbulnya gangguan kesehatan. Lebih jauh, karena pada hakikatnya manusia itu ingin hidup
yang enak, dengan jalan pintas tentu akan terjadi gangguan keamanan, misalnya penipuan, pencurian, dan yang sejenisnya.

3. Ekonomi

Penduduk yang sangat padat dengan tingkat ekonomi yang rendah akan dapat mengakibatkan eksploitasi lingkungan secara tidak bertanggung jawab. Penebangan pohon di hutan secara liar akan berdampak terjadinya hutan gundul, erosi, dan bahaya banjir. Dampak urbanisasi pendatag yang tingkat ekonomi rendah dapat mengakibatkan perumahan kumuh, gubuk liar, dan lingkungan yang kumuh di perkotaan.

Info : Thomas Robert Malthus me­nyatakan bahwa pertambahan penduduk mengikuti deret ukur (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, dan seterusnya), sedangkan per­tambahan pangan mengikuti deret hitung (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, dan seterusnya).

4. Lingkungan Hidup

Kepadatan penduduk dapat mengakibatkan sempitnya lahan yang berpengaruh terhadap kebutuhan air bersih dan udara bersih. Keterbatasan lahan dengan penduduk padat menimbulkan pencemaran air dan udara. Lingkungan hidup yang kumuh berakibat mengganggu pemandangan dan potensial untuk timbulnya gangguan kesehatan. Di pedesaan berkurangnya lahan pertanian akan berakibat turunnya produksi pangan.

1.   Usaha Penurunan Jumlah dan Penyebaran Penduduk

a.     Pencanangan dan pelaksanaan KB Keluarga Berencana (KB) untuk menekan angka
kelahiran. Di samping itu, usaha ini dapat mencegah peningkatan jumlah penduduk. Program KB dapat meningkatkan kesejahteraan keluarga.
b.    Pelaksanaan program Norma Keluarga Kecil Bahagia dan Sejahtera (NKKBS)
Program Norma Keluarga Kecil Bahagia dan
Sejahtera (NKKBS) juga dikenal program Catur Warga, cukup 2 anak, putra-putri sama saja. Program ini mempunyai banyak keuntungan dalam upaya peningkatan mutu pendidikan keluarga, kesejahteraan keluarga, kesehatan jasmani dan rohani, mutu gizi keluarga, dan kasih sayang kepada anak.
c.     Pelaksanaan program transmigrasi Program transmigrasi yaitu pemindahan
penduduk dari pulau yang padat penduduk ke pulau yang kurang padat penduduknya. Program ini sekaligus sebagai upaya untuk pemerataan/ penyebaran penduduk.

2. Usaha Mengatasi Permasalahan Akibat Terjadi Kepadatan Penduduk

• Penciptaan lapangan kerja baru melalui pendirian pabrik-pabrik, intensifikasi, dan ekstensifikasi lahan pertanian di luar Pulau Jawa. Usaha ini sekaligus sebagai upaya peningkatan sumber daya manusia dan kesejahteraannya.
• Penganekaragaman pangan dan sandang serta program cinta produksi dalam negeri. Hal ini banyak menyerap tenaga kerja.
• Penggalakan program pariwisata bagi wisatawan domestik dan mancanegara. Peluang ini akan menyerap banyak tenaga kerja.

Pengelolaan Lingkungan

Manusia ingin selalu meningkatkan kesejahteraannya. Sejalan dengan itu, maka bermunculan pabrik-pabrik yang mengolah hasil alam menjadi bahan pangan dan sandang. Kalian tentunya tahu bahwa dengan munculnya pabrik-pabrik tersebut juga menghasilkan asap dan limbah buangan yang dapat mengganggu kehidupan makhluk hidup. Zat yang mengganggu kelangsungan hidup makhluk hidup inilah yang disebut pencemar(polutan).
Apakah yang kalian rasakan jika kebetulan berhenti pada saat lampu merah di perempatan jalan yang penuh dengan kendaraan bermotor? Tahukah kalian bahwa asap tersebut mengandung gas yang membahayakan bagi kesehatan kalian? Ternyata pemenuhan kebutuhan manusia menimbulkan pencemaran yang merugikan manusia itu sendiri. Meskipun pemenuhan kebutuhan manusia tercukupi dengan menggunakan kemajuan teknologi. Namun akibat sampingnya dapat merugikan manusia itu sendiri apabila tanpa penanganan yang benar. Setelah mempelajari bab ini kalian dapat mengaplikasikan peran manusia dalam pengelolaan lingkungan untuk mengatasi pencemaran dan kerusakan lingkungan

A. Pencemaran Udara

Manusia memerlukan lingkungan yang bersih dan sehat, serta nyaman. Di samping itu, terbebas dari bahan pencemar, jika mungkin lingkungan dirasakan nyaman dan indah. Asap kendaraan bermotor dan asap cerobong pabrik merupakan bahan pencemaran udara dan mengandung karbon monoksida, hidrokarbon, nitrogen oksida, dan sulfur oksida.

1. Bahan Pencemar Udara

Bahan pencemar udara dapat berupa:

a.     Karbon monoksida

Karbon monoksida menyebabkan pengikatan oksigen oleh hemoglobin darah terganggu, sehingga mengakibatkan kepala pusing, mata berkunang- kunang, dan koordinasi otot menurun.

b.     Hidrokarbon

Hidrokarbon bereaksi dengan nitrogen oksida dan di bawah pengaruh sinar matahari membentuk smog, yaitu gas yang jika mengenai mata menyebabkan rasa pedih.

c.     Sulfur oksida

Sulfur oksida dapat menyebabkan terjadinya batuk, bronkitis, dan penyempitan saluran pernapasan (bronkioli). Sulfur oksida bereaksi dengan uap air di udara dapat mengakibatkan hujan asam. Hujan asam menyebabkan kerusakan pada tanaman pertanian.

d.     Nitrogen oksida

Nitrogen oksida bersama dengan hidrokarbon di bawah pengaruh sinar matahari membentuk smog, di samping itu juga dapat sebagai penyebab penyakit kanker.

e.     Chlorofluorocarbon (CFC)

Gas ini berasal dari gas buangan lemari es, AC, parfum, dan hairspray. Gas ini bereaksi dengan ozon di lapisan atas atmosfer, sehingga mengakibatkan lapisan ozon berlubang. Akibatnya sinar ultraviolet penyebab kanker kulit manusia dapat sampai di permukaan bumi.

f.     Debu

Debu dapat menyebabkan gangguan saluran pernapasan dan mata. Debu mengandung partikel timah yang dapat meracuni darah. Debu yang mengandung partikel besi dapat menyebabkan pembengkakan paru-paru. Timah sebagai bahan pencemar juga terkandung dalam asap kendaraan bermotor.

2. Akibat Pencemaran Udara

Pencemaran udara dapat mengakibatkan kerugian pada makhluk hidup ataupun gangguan kesehatan pada manusia.

a.     Hujan asam

Pencemaran berupa gas sulfur oksida yang bereaksi dengan uap air di udara akan menimbulkan hujan asam. Asam tersebut bersama dengan air hujan akan jatuh ke bumi sebagai hujan asam yang dapat mengakibatkan:
1)    Kerusakan atau kematian tanaman dan hewan.
2)    Merusak bangunan, khususnya yang terbuat dari kayu dan besi.

b.     Kerusakan lapisan ozon

Ozon (0₃ = bentuk oksigen yang tidak stabil) akan berubah menjadi oksigen (0₂) jika bereaksi dengan CFC yang berasal dari gas buangan peralatan rumah tangga (AC, lemari es, parfum, dan hairspray). Akibat hal ini akan merusak lapisan ozon yang ada di atas atmosfer bumi, sehingga terjadi lubang ozon. Sinar ultraviolet akan melalui lubang ozon sampai permukaan bumi yang potensial sebagai penyebab penyakit kanker pada manusia.
c.    Pemanasan global
Efek rumah kaca (pemanasan global) akan meningkatkan panas bumi. Pemanasan global ini akibat pencemar yang berupa gas karbon dioksida (C0₂). Gas ini berasal dari asap pabrik, asap kendaraan bermotor, hasil kebakaran hutan, dan pembakaran sampah. Gas karbon dioksida (C0₂) akan naik ke atmosfer dan menghalangi pemancaran panas dari bumi, sehingga panas memantul kembali ke bumi, sehingga terjadi kenaikan panas bumi. Akibat pemanasan global ini akan mengakibatkan bahaya kekeringan yang hebat, yang berdampak negatif terhadap kehidupan manusia.

B. Pencemaran Air

Pencemaran air erat kaitannya dengan pencemaran tanah. Air menjadi bagian yang penting bagi kehidupan semua makhluk hidup, terlebih bagi kehidupan manusia. Jika air sungai tercemar, maka
makhluk hidup dalam air tersebut terganggu, bahkan dapat mengalami kematian.
Bahan pencemar air dapat diklasifikasikan menjadi sampah rumah tangga dan pabrik, limbah cair rumah tangga dan pabrik, asam belerang (H₂S), dan amoniak (NH,).

1. Pencemaran Air Sungai

Indikator pencemaran air sungai dapat dilihat langsung dari perubahan warna air dan bau yang tidak enak. Selain itu banyak bahan pencemar yang tidak dapat langsung diamati, tetapi akibatnya menimbulkan bahaya penyakit. Penyebaran bibit penyakit, seperti tipus, kolera, dan disentri melalui media air kotor. Limbah pabrik yang dibuang ke sungai tanpa melalui pengolahan terlebih dulu, akan membahayakan kehidupan makhluk yang berada di sungai/sekitarnya.

2. Pencemaran Air Pantai

Pabrik yang didirikan dekat pantai, demikian pula perumahan dekat pantai akan menjadi penyebab pencemaran air pantai. Limbah pabrik dan rumah tangga dapat mengganggu kehidupan makhluk hidup di pantai. Terlebih lagi jika terjadi tumpahan minyak tanah akibat kecelakaan kapal pengangkut minyak tanah

3. Pencemaran Air Tanah

Air tanah adalah air yang berada di tanah permukaan. Air tanah ini pada umumnya sebagai sumber air minum, untuk memasak, dan mencuci. Air tanah ini berasal dari rembesan air di permukaan tanah. Jika air di tanah permukaan tercemar oleh bahan pencemar dari limbah pabrik atau rumah tangga, tentu juga mencemari air tanah. Pembuatan septik tank yang tidak memenuhi standar akan potensial sebagai pencemar air tanah.

C. Pencemaran Tanah

Penggunaan pestisida yang berlebihan untuk membunuh hama tanaman di daratan akan membunuh bakteri tanah. Apabila bakteri tersebut sebagai bakteri pengurai, maka penyediaan humus akan berkurang. Sampah rumah tangga ternyata sebagai bahan pencemar tanah yang tergolong besar jumlahnya. Limbah rumah tangga misalnya air sabun dapat menyebabkan cacing mati, sehingga tanah menjadi tidak subur

D. Pencemaran Lain

Pencemaran yang tidak dapat dikelompokkan dalam pencemaran udara, air, dan tanah adalah pencemaran yang diakibatkan oleh:

1. Kebisingan suara: menyebabkan istirahat terganggu.
2. Radiasi dari bahan radioaktif: sebagai penyebab penyakit kanker.

E.   Usaha Mengatasi Pencemaran

Kesadaran masyarakat, termasuk kalian untuk menjaga lingkungan hidup yang bersih dan sehat, perlu kita realisasikan bersama. Usaha kita bersama untuk mengatasi pencemaran lingkungan hidup antara lain:

1. Pembuangan sampah di tempat yang telah ditentukan, untuk mencegah penyebaran penyakit.
2. Penanaman pohon perindang di tepi jalan dan kawasan pabrik untuk mengurangi bahan pencemar asap pabrik dan kendaraan bermotor.
3. Penyediaan sarana kebersihan umum di tempat keramaian, untuk menghindari penyebaran penyakit.
4. Pengolahan limbah buangan pabrik, agar tidak mencemari airsungai dan airtanah.
5. Penempatan pabrik di tempat yang jauh dari lingkungan perumahan penduduk.
6. Pencegahan kebakaran hutan dan menghindari pembakaran sampah di sembarang tempat.
7. Usahakan lingkungan perumahan tertata rapi dan indah, bebas dari pencemaran.
8. Pembuatan peraturan yang memadai untuk pemanfaatan bahan radioaktif, untuk menghindari risiko yang negatif.
9. Menanam tanaman yang dapat menyerap racun, misalnya lidah mertua, dan lain-lain.

Mengurangi penggunaan bahan-bahan rumah tangga.

Sistem Ekskresi pada Manusia

Gambar 1.1
Ginjal

Coba kamu perhatikan gambar ginjal di atas . Ginjal merupakan salah satu contoh organ penyusun sistem ekskresi manusia. Selain ginjal, masih ada organ tubuh lainnya yang menyusun sistem ekskresi manusia. Organ apa sajakah itu? Apa fungsi dari organ-organ tersebut? Kelainan apa saja yang dapat terjadi pada organ-organ tersebut? Kamu akan menemukan jawaban dari pertanyaan-pertanyaan tersebut setelah mempelajari bab ini.

Ekskresi adalah proses pengeluaran zat sisa metabolisme yang sudah tidak diperlukan lagi bagi tubuh organisme.

Setelah mempelajari bab ini, diharapkan kamu dapat mendeskripsikan bentuk organ penyusun sistem eksresi pada manusia, menyebutkan fungsinya, mendeksripsikan contoh kelainan dan penyakit pada sistem eksresi serta upaya mengatasinya, dan menyadari pentingnya menjaga kesehatan organ sistem ekskresi.
Tahukah kamu bagaimana zat sisa ini dikeluarkan dari tubuhmu? Zat sisa ini dikeluarkan dari tubuh melalui alat ekskresi. Ekskresi merupakan proses pengeluaran zat sisa metabolisme yang sudah tidak diperlukan lagi bagi tubuh organisme. Untuk lebih mengetahui tentang alat ekskresi pada manusia, coba kamu cermati uraian berikut.

A. Alat Ekskresi pada Manusia

Alat ekskresi dalam sistem ekskresi manusia antara lain: hati, paru-paru, kulit, ginjal, dan usus besar. Setiap alat ekskresi tersebut berfungsi mengeluarkan zat sisa metabolisme yang berbeda, kecuali air yang dapat diekskresikan melalui semua alat ekskresi.
Setelah mempelajari subbab ini, diharapkan kamu dapat mendeskripsikan bentuk organ penyusun sistem eksresi pada manusia dan fungsinya. Untuk itu, ayo cermati setiap uraiannya.

1. Hati

Hati atau hepar merupakan kelenjar terbesar di dalam tubuh, terletak dalam rongga perut sebelah kanan, tepatnya di bawah diafragma.

Gambar 1.2 Hati dan empedu

Hati memiliki beberapa fungsi, antara lain:

1. Menetralisir racun sehingga tidak membahayakan tubuh, kemudian racun ini dikeluarkan melalui urine.
2.  Mengubah glukosa menjadi glikogen untuk mengatur kadar gula dalam darah.
3. Sebagai alat ekskresi yang mengeluarkan warna empedu dan urine. Setiap hari, hati menghasilkan empedu mencapai % liter.
4. Tempat sintesis beberapa zat. Hati menghasilkan enzim arginase yang mengubah arginin menjadi ornifin dan urea. Ornifin yang terbentuk dapat meningkatkan NH₃ dan CO₂ yang bersifat racun.
5.  Hati menghasilkan empedu yang berasal dari hemoglobin sel darah merah yang telah tua. Empedu disimpan di dalam kantung empedu dan merupakan cairan hijau serta berasa pahit. Empedu mengandung kolesterol, garam empedu, garam mineral, dan pigmen bilirubin dan biliverdin. Empedu ini berfungsi untuk mencerna lemak agar mudah diserap tubuh, membantu daya absorpsi lemak di usus, mengaktifkan enzim lipase, dan mengubah zat yang tidak larut dalam air menjadi zat yang larut dalam air.
6.  Hati merombak sel-sel darah merah yang sudah tua. Hemoglobin dalam darah tersebut dipecah menjadi zat besi, globin, dan heme. Zat besi dan globin dipakai kembali untuk menghasilkan sel darah merah yang baru. Sedangkan, heme dirombak menjadi bilirubin dan biliverdin yang berwarna hijau biru. Zat warna empedu ini mengalami oksidasi di dalam usus menjadi urobilin yang memberi warna kekuningan pada feses dan urine.

2. Paru-Paru

Paru-paru merupakan salah satu organ ekskresi dalam tubuh. Manusia memiliki sepasang paru-paru, yaitu paru-paru kiri dan kanan. Paru-paru tersebut memiliki fungsi utama sebagai alat pernapasan yang berhubungan erat dengan sistem ekskresi. Dengan bernapas, kamu mengambil O₂ dari udara dan mengeluarkan CO₂ dan H₂O.
Sisa metabolisme di jaringan berupa karbon dioksida dan air diangkut oleh darah ke paru-paru untuk dibuang dengan cara difusi di alveolus. Di alveolus banyak pembuluh kapiler yang memiliki selapis sel sehingga proses tersebut dapat berjalan dengan baik.

3. Kulit

Kulit merupakan salah satu alat ekskresi yang diperlukan tubuh untuk mengeluarkan air, garam, dan urea dari dalam tubuh berupa keringat. Ekskresi melalui kulit sangat berhubungan dengan suhu dan kegiatan yang kamu lakukan.

Gambar 1.4 Struktur kulit

Bagian yang berfungsi sebagai alat ekskresi adalah kelenjar keringat (glandula sudorifera) yang terletak di lapisan dermis. Kulit manusia terdiri atas dua bagian, yaitu epidermis dan dermis.

a.    Epidermis

Epidermis terdiri atas dua lapisan, yaitu stratum korneum (lapisan tanduk) dan lapisan malpighi. Stratum korneum merupakan lapisan kulit mati yang dapat mengelupas dan digantikan oleh sel-sel baru. Sedangkan, lapisan malpighi terdiri atas lapisan spinosum dan germinativum.
Lapisan spinosum berfungsi menahan gesekan dari luar. Lapisan germinativum mengandung sel-sel yang aktif membelah diri, menggantikan lapisan sel-sel pada stratum korneum. Lapisan malpighi dapat memberi warna pada kulit karena mengandung pigmen melanin. Jika pigmen melanin terlalu banyak, warna kulit seseorang menjadi gelap.

b.    Dermis

Pada bagian dermis terdapat pembuluh darah, akar rambut, ujung saraf, kelenjar keringat, dan kelenjar minyak. Kelenjar keringat menjadi aktif saat suhu panas. Hal ini menyebabkan keringat keluar ke permukaan kulit dengan cara penguapan. Penguapan ini mengakibatkan suhu di permukaan kulit turun. Sebaliknya, pada saat suhu lingkungan rendah (dingin), kelenjar keringat tidak aktif dan pembuluh kapiler di kulit menyempit.
Pada kondisi seperti ini, darah tidak membuang air dan sisa metabolisme yang menyebabkan penguapan sangat berkurang. Hal ini menyebabkan suhu tubuh tetap dan tubuh tidak mengalami kedinginan. Keluarnya keringat dikontrol oleh hipotalamus.
Di bawah dermis sebenarnya terdapat jaringan ikat bawah kulit yang memiliki batas yang tidak jelas. Di lapisan ini terdapat lemak yang berfungsi sebagai cadangan makanan. Lemak berfungsi untuk menahan panas tubuh dan melindungi tubuh bagian dalam terhadap benturan luar.

4. Ginjal

Gambar 1.1
Ginjal

Ginjal merupakan alat ekskresi utama pada manusia. Ginjal berfungsi untuk mengekskresikan zat-zat sisa metabolisme yang mengandung nitrogen, seperti urea, dan ammonia. Selain itu, ginjal juga berfungsi untuk mengeluarkan zat-zat yang jumlahnya berlebihan, seperti vitamin C yang terlalu banyak dalam tubuh, mempertahankan tekanan osmosis ekstraseluler, dan mempertahankan keseimbangan asam dan basa.

a. Struktur Ginjal

Ginjal manusia memiliki panjang sekitar 10 cm dan bentuk seperti kacang merah, berjumlah sepasang, dan terletak di sebelah kiri dan kanan tulang belakang. Tipe ginjal manusia adalah metanefros yang tidak bersegmen dan memiliki glomerulus yang banyak. Ginjal terdiri atas kulit ginjal, sumsum ginjal, dan rongga ginjal.

1)    Kulit ginjal (korteks)

Pada kulit ginjal banyak terdapat badan malpighi yang berjumlah ± 1 juta. Badan malpighi terdiri atas glomerulus.

2)    Sumsum ginjal (medula)

Sumsum ginjal berupa badan-badan yang berbentuk kerucut dan banyak mengandung saluran yang mengumpulkan urine yang disebut tubulus kontortus.

3) Rongga ginjal (pelvis renalis)

Di rongga ini bermuara saluran pengumpul. Dari rongga tersebut, urine keluar dari saluran ureter menuju vesika urinaria (kandung kemih). Dari kandung kemih, urine keluar tubuh melalui saluran uretra.

b. Pembentukan Urine di Ginjal

Proses pembentukan urine di dalam ginjal melalui tiga tahapan sebagai berikut:

1)    Filtrasi (penyaringan)

Filtrasi darah terjadi di glomerulus, yaitu kapiler darah yang bergelung-gelung di dalam kapsul Bowman. Pada glomerulus terdapat sel-sel endotelium sehingga memudahkan proses penyaringan. Selain itu, di glomerulus juga terjadi pengikatan sel-sel darah, keping darah, dan sebagian besar protein plasma agar tidak ikut dikeluarkan.
Hasil proses infiltrasi ini berupa urine primer (filtrate glomerulus) yang komposisinya mirip dengan darah, tetapi tidak mengandung protein. Di dalam urine primer dapat ditemukan asam amino, glukosa, natrium, kalium, ion-ion, dan garam-garam lainnya.

2)    Reabsorpsi (penyerapan kembali)

Proses reabsorpsi terjadi di dalam pembuluh (tubulus) proksimal. Proses ini terjadi setelah urine primer hasil proses infiltrasi mengalir dalam pembuluh (tubulus) proksimal.
Bahan-bahan yang diserap dalam proses reabsorpsi ini adalah bahan-bahan yang masih berguna, antara lain glukosa, asam amino, dan sejumlah besar ion-ion anorganik. Selain itu, air yang terdapat dalam urine primer juga mengalami reabsorpsi melalui proses osmosis, sedangkan reabsorpsi bahan-bahan lainnya berlangsung secara transpor aktif.
Proses penyerapan air juga terjadi di dalam tubulus distal. Kemudian, bahan-bahan yang telah diserap kembali oleh tubulus proksimal dikembalikan ke dalam darah melalui pembuluh kapiler yang ada di sekeliling tubulus. Proses reabsorpsi ini juga terjadi di lengkung Henle, khususnya ion natrium.
Hasil proses reabsorpsi adalah urine sekunder yang memiliki komposisi zat-zat penyusun yang sangat berbeda dengan urine primer. Dalam urine sekunder tidak ditemukan zat-zat yang masih dibutuhkan tubuh dan kadar urine meningkat dibandingkan di dalam urine primer.

3) Augmentasi (Penambahan)

Urine sekunder selanjutnya masuk ke tubulus kontortus distal dan saluran pengumpul. Di dalam saluran ini terjadi proses penambahan zat-zat sisa yang tidak bermanfaat bagi tubuh. Kemudian, urine yang sesungguhnya masuk ke kandung kemih (vesika urinaria) melalui ureter. Selanjutnya, urine tersebut akan dikeluarkan dari tubuh melalui uretra.
Urine mengandung urea, asam urine, amonia, dan sisa-sisa pembongkaran protein. Selain itu, mengandung zat-zat yang berlebihan dalam darah, seperti vitamin C, obat-obatan, dan hormon serta garam-garam.

B. Kelainan atau Penyakit pada Sistem Ekskresi

Kelainan atau penyakit yang terjadi pada sistem ekskresi bermacam-macam, antara lain adalah sebagai berikut.

1.    Albuminuria

Albuminuria adalah kelainan pada ginjal karena terdapat albumin dan protein di dalam urine. Hal ini merupakan suatu gejala kerusakan alat filtrasi pada ginjal. Penyakit ini menyebabkan terlalu banyak albumin yang lolos dari saringan ginjal dan terbuang bersama urine. Albumin merupakan protein yang bermanfaat bagi manusia karena berfungsi untuk mencegah agar cairan tidak terlalu banyak keluar dari darah. Penyebab albuminuria di antaranya adalah kekurangan protein, penyakit ginjal, dan penyakit hati.

2.    Diabetes Melitus

Diabetes melitus adalah kelainan pada ginjal karena adanya gula (glukosa) dalam urine yang disebabkan oleh kekurangan hormon insulin. Hal ini disebabkan karena proses perombakan glukosa menjadi glikogen terganggu sehingga glukosa darah meningkat. Ginjal tidak mampu menyerap seluruh glukosa tersebut. Akibatnya, glukosa diekskresikan bersama urine.
Diabetes melitus harus dikelola dan dikendalikan dengan baik agar penderitanya dapat merasa nyaman dan sehat, serta dapat mencegah terjadinya komplikasi. Upaya untuk mengendalikan diabetes melitus di antaranya adalah:

1. Periksakan ke dokter sesuai jadwal/secara rutin.
2.   Minum obat sesuai petunjuk dokter.
3.  Mengatur diet.
4. Olahraga secara teratur.
5. Melakukan pemeriksaan laboratorium secara berkala.

3. Diabetes Insipidus

Diabetes insipidus adalah suatu kelainan pada sistem ekskresi karena kekurangan hormon antidiuretik. Kelainan ini dapat menyebabkan rasa haus yang berlebihan serta pengeluaran urine menjadi banyak dan sangat encer.
Diabetes insipidus terjadi akibat penurunan pembentukan hormon antidiuretik, yaitu hormon yang secara alami mencegah pembentukan air kemih yang terlalu banyak. Diabetes insipidus juga bisa terjadi jika kadar hormon antidiuretik normal, tetapi ginjal tidak memberikan respon yang normal terhadap hormon ini (keadaan ini disebut diabetes insipidus nefrogenik). Penyebab lain terjadinya diabetes insipidus adalah:

• Kerusakan hipotalamus atau kelenjar hipofisa akibat pembedahan.
• Cedera otak (terutama patah tulang di dasar tengkorak).
• Tumor.
• Sarkoidosis atau tuberkulosis.
• Aneurisma atau penyumbatan arteri yang menuju ke otak.
•  Beberapa bentuk ensefalitis atau meningitis.
•  Histiositosis X (penyakit Hand-Schuller-Christian).

Diabetes insipidus dapat diobati dengan mengatasi penyebabnya. Vasopresin atau desmopresin asetat (dimodifikasi dari hormon antidiuretik) dapat diberikan sebagai obat semprot hidung beberapa kali sehari untuk mempertahankan pengeluaran air kemih yang normal. Tetapi harus hati-hati, karena jika terlalu banyak mengkonsumsi obat ini dapat menyebabkan penimbunan cairan, pembengkakan, dan gangguan lainnya. Suntikan hormon antidiuretik diberikan kepada penderita yang akan menjalani pembedahan atau penderita yang tidak sadarkan diri.
Diabetes insipidus juga dapat dikendalikan oleh obat-obatan yang merangsang pembentukan hormon antidiuretik, seperti klorpropamid, karbamazepin, klofibrat, dan berbagai diuretik (tiazid). Tetapi, obat-obat ini tidak mungkin meringankan gejala secara total pada diabetes insipidus yang berat.

4.    Nefritis

Nefritis adalah penyakit pada ginjal karena kerusakan pada glomerulus yang disebabkan oleh infeksi kuman. Penyakit ini dapat menyebabkan uremia (urea dan asam urin masuk kembali ke darah) sehingga kemampuan penyerapan air terganggu. Akibatnya terjadi penimbunan air pada kaki atau sering disebut oedema (kaki penderita membengkak).
Gejala ini lebih sering nampak terjadi pada masa kanak-kanak dan dewasa dibandingkan pada orang-orang setengah baya. Penderita biasanya mengeluh tentang rasa dingin, demam, sakit kepala, sakit punggung, dan udema (bengkak) pada bagian muka biasanya sekitar mata (kelopak), mual, dan muntah-muntah. Sulit buang air kecil dan air seni menjadi keruh.

5.    Batu Ginjal

Batu ginjal adalah penyakit yang terjadi karena adanya batu di dalam ginjal. Batu tersebut merupakan senyawa kalsium dan penumpukan asam urat. Terbentuknya batu bisa terjadi karena urine jenuh dengan garam-garam yang dapat membentuk batu atau karena urine kekurangan penghambat pembentukan batu yang normal. Sekitar 80% batu ginjal tersusun oleh kalsium. Ukuran batu bervariasi, mulai dari yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang sampai yang sebesar 2,5 cm atau lebih. Batu ini dapat mengisi hampir keseluruhan pelvis renalis dan kalises renalis.
Batu kecil yang tidak menyebabkan gejala penyumbatan atau infeksi, biasanya tidak perlu diobati. Minum banyak cairan akan meningkatkan pembentukan air kemih dan membantu membuang beberapa batu. Jika batu telah terbuang, tidak perlu lagi dilakukan pengobatan segera.
Batu di dalam pelvis renalis atau bagian ureter paling atas yang berukuran 1 cm atau kurang seringkali dipecahkan oleh gelombang ultrasonik (extracorporeal shock wave lithotripsy, ESWL). Pecahan batu selanjutnya akan dibuang dalam air kemih.
Kadang sebuah batu diangkat melalui suatu sayatan kecil di kulit yang diikuti dengan pengobatan ultrasonik. Batu kecil di dalam ureter bagian bawah dapat diangkat dengan endoskopi yang dimasukkan melalui uretra dan masuk ke dalam kandung kemih.
Batu asam urat, kadang akan larut secara bertahap pada suasana air kemih yang basa (misalnya dengan memberikan kalium sitrat). Tetapi, batu lainnya tidak dapat diatasi dengan cara ini. Batu asam urat yang lebih besar dapat menyebabkan penyumbatan sehingga perlu diangkat melalui pembedahan.

6.    Poliuria dan Oligouria

Poliuria adalah gangguan pada ginjal, dimana urine dikeluarkan sangat banyak dan encer. Sedangkan, oligouria adalah urine yang dihasilkan sangat sedikit.

7.    Anuria

Anuria adalah kegagalan ginjal sehingga tidak dapat membuat urine. Hal ini disebabkan oleh adanya kerusakan pada glomerulus. Akibatnya, proses filtrasi tidak dapat dilakukan dan tidak ada urine yang dihasilkan.
Sebagai akibat terjadinya anuria, maka akan timbul gangguan keseimbangan di dalam tubuh. Misalnya, penumpukan cairan, elektrolit, dan sisa-sisa metabolisme tubuh yang seharusnya keluar bersama urine. Keadaan inilah yang akan memberikan gambaran klinis daripada anuria.
Tindakan pencegahan anuria sangat penting untuk dilakukan. Misalnya, pada keadaan yang memungkinkan terjadinya anuria tinggi, pemberian cairan untuk tubuh harus selalu diusahakan sebelum anuria terjadi.

8.    Jerawat

Jerawat adalah suatu kondisi kulit dimana terjadi penyumbatan kelenjar minyak pada kulit disertai infeksi dan peradangan. Biasanya terjadi pada usia remaja karena peningkatan hormon. Jerawat dapat timbul di wajah, dada, ataupun punggung.
Banyak cara untuk mengatasi jerawat dan beragam obat ditawarkan untuk mengatasi gangguan kulit yang satu ini. Untuk mengatasi jerawat, kamu perlu tidur cukup, minimal 7 jam sehari, perbanyak mengkonsumsi buah dan sayur. Selain itu, kurangi atau kalau bisa hindari memakan makanan bertepung, mengandung gula, cokelat, dan kacang.

9.    Eksim

Eksim adalah kelainan pada kulit karena kulit menjadi kering, kemerah-merahan, gatal, dan bersisik. Umumnya,
gejala eksim yang terlihat adalah pembengkakan dan rasa gatal pada kulit.
Penyebab eksim di antaranya adalah:
a)    Alergi pada sabun, krim lotion, salep, atau logam tertentu.
b)    Kelelahan.
c)    Stres.
Secara umum, eksim memang tidak berbahaya, dalam arti tidak menyebabkan kematian dan tidak menular. Namun, eksim dapat menyebabkan rasa tidak nyaman dan amat mengganggu. Oleh karena itu, eksim perlu diobati dengan cara-cara sebagai berikut:
a)    Jangan berganti-ganti sabun mandi. Gunakan sabun mandi yang lembut, tidak terlalu berbusa, dan tidak menghilangkan minyak alami tubuh.
b)    Gunakan air bersih untuk mandi.
c)    Gosok tubuh dengan handuk yang lembut dan bersih segera setelah mandi hingga permukaan kulit benar-benar kering.
d)    Rajin mencuci tangan dengan sabun lalu bilas dan keringkan.

10. Gangren

Gangren adalah kelainan pada kulit karena kematian sel-sel jaringan tubuh. Hal ini disebabkan oleh suplai darah yang buruk untuk bagian tubuh tertentu. Suplai darah yang buruk dapat disebabkan oleh penekanan pada pembuluh darah (misalnya, balutan yang terlalu ketat). Terkadang, gangren disebabkan oleh cedera langsung (gangren traumatik) atau infeksi.

C.Rangkuman

•   Alat ekskresi dalam sistem ekskresi manusia, antara lain: hati, paru-paru, kulit, ginjal, dan usus besar.
• Hati atau hepar merupakan kelenjar terbesar di dalam tubuh, terletak dalam rongga perut sebelah kanan, tepatnya di bawah diafragma.
•  Dengan bernafas, kita telah melakukan ekskresi untuk mengeluarkan CO₂ dan H₂O.
• Kulit merupakan salah satu alat ekskresi yang diperlukan tubuh untuk mengeluarkan air, garam, dan urea dari dalam tubuh.
• Ginjal berfungsi untuk mengekskresikan zat-zat sisa metabolisme yang mengandung nitrogen, seperti urea dan ammonia.
• Proses pembentukan urine di dalam ginjal melalui tiga tahapan, yaitu filtrasi, reabsorpsi, dan augmentasi.
•  Fungsi utama usus besar adalah mengatur kadar air sisa makanan.
•   Beberapa penyakit yang ditimbulkan akibat rusaknya sistem ekskresi pada manusia adalah albuminuria, diabetes melitus, diabetes insipidus, nefritis, batu ginjal, poliuria dan oligouria, anuria, jerawat, eksim, dan gangren.