08 AprFilsafat Ilmu Pengetahuan

Cover

SUATU TINJAUAN

Bahan Kuliah Fisilmetil

Syekhfani

Pada semester Genap tahun 2016 ini, mahasiswa Program Pasca Sarjana (S3), Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya,mendapat jadwal mata kuliah “Filsafat Ilmu dan Metodologi Penelitian Ilmiah” (FesilMetil), yang diampu oleh dosen: IRS*, YGS, dan SFN (Penulis).

Sebagai bahan diskusi, penulis menyiapkan materi berjudul “Filsafat Ilmu Lingkungan Hidup”, sebagai berikut:

Konsep Materi Kuliah

Materi berupa acuan-acuan konsep filsafat ilmu. Diharapkan menjadi topik yang dapat dijadikan topik bahasan saat tatap muka di kelas.

*) Koordinator

06 AprReaksi Dasar Kehidupan

Reaksi Kehidupan

(Pengertian Dasar)

 Syekhfani

Kehidupan di dunia ini, diawali dari reaksi dua muatan yang disebut dengan istilah  “Listrik-Magnetik” dalam Larutan Nutrisi Tanaman, yang menunjukkan dinamika larutan.

Istilah: “Listrik“, yaitu reaksi atom-atom membentuk molekul. Dua istilah: tegangan listrik plus (+) dan minus (–), membentuk “pasangan erat” disebut Molekul. Aksin tegangan berupa hubungan kawat antara inti atom dengan partikel. Setiap gerakan dalam kawat, mengandung panas. Bila tanpa gerak, disebut Nol Absolut (= kondisi tanpa panas).

Masing-masing molekul adalah  individu, tidak selalu berupa bagian-bagian. Kemampuannya  karena ada hubungan inti atom dengan partikel tetangganya. Setiap hubungan punya ciri dikenal sebagai rambatan (resonance).

Definisi-Definisi:

Ion adalah Atom, Molekul, atau Partikel sederhana mempunyai Karakteristik Listrik disebut plus (+) atau minus (–) dan dinyatakan dalam nilai kuantum jumlah.

Ion. — Ion adalah atom atau kumpulan atom-atom yang tidak netral listrik tetapi sebaliknya bermuatan listrik positif atau negatif. Ion positif terbentuk bila atom-atom atau molekul-molekul kehilangan valensi elektron;  ion-ion negatif bila punya  elektron.

Potensi Ionisasi. — Daya (dinyatakan dalam elektron) dibutuhkan untuk memindah elektron donor dari orbit atomiknya dan menempatkan pada kondisi diam pada jarak tertentu. Biasanya dinyatakan dalam electron volts (ev.)  ~ 1 ev. = 23,053 kalori per mol.   (Mol = berat Molekular dalam gram,  dikalikan dengan  6.02.1023 Atom).

Logam, mineral, bahan inorganik, protein dan asam amino diikat sebagai suspensi dalam larutan dan bukan larutan.

Mereka berupa partikel mikroskopik dan submikroskopik menyerupai debu di udara. Partikel sangat halus ini disebut koloid.

Unsur logam secara umum dibedakan dengan unsur non-logam dalam hal kilap, kekerasan, daya hantar, dan kemampuan membentuk ion positif. Lebih dari 80% unsur dalam tabel priodik bersifat logam.

Agar bahan bersifat logam, elektron harus bebas masuk ke struktur kisi. Dan agar supaya punya struktur kisi, harus bermuatan atom ganda membentuk kristal sebagai struktur.

Jadi, atom tunggal atau ganda yang tidak punya struktur kisi  tidak bersifat logam.

Unsur non-logam tidak berdaya, daya hantar listrik rendah dan tidak pernah membentuk ion positif.

Logam. — menempati kelompok duabelas-atom sebelum menjadi listrik konduktif. Ia menempati tiga belas atom untuk menunjukkan sifat logam-sebenarnya (true metals).

Ia menempati kelompok  tigapuluh tiga-atom sebelum menjadi logam sepenuhnya, dan berkembang lengkap dengan sendirinya.

Kelompok tigapuluh tiga  membentuk “permukaan kubik terpusat”, suatu bentuk struktur dasar tiga dimensi stabil dalam bentuk kubus.

Mineral. — Sejumlah mineral  masuk atau keluar larutan, tergantung konsentrasi larutan, dll. Hasilnya sejumlah kristal mikroskopik mineral berada dalam larutan.

Garam. — Senyawa penghasil ion, selain ion hidrogen atau hidroksil. Garam terbentuk melalui penggantian hidrogen asam dengan suatu logam.

Lain-lain. — Sejumlah senyawa berikatan kuat dengan air dalam larutan (dengan segala ketidak-murniannya).

Karena koloid berada dalam bentuk suspensi senyawa kimia seperti ion-ion dalam larutan, maka karakteristik suspensi koloid umumnya diabaikan.

Koloid diikat dalam suspensi melalui muatan yang sangat mendekati listrik negatif pada permukaan masing-masing partikel. Muatan ini disebut Potensial Zeta.

Potensial Zeta = sangat mendekati muatan negatif-listrik (electro-negative charge) pada “permukaan” (Daerah Orbital Luar atau ”kulit luar”, “Virtual Shell”) suatu “partikel”.

Karena muatan tarik menarik satu sama lain, maka  “Particle Domains” dengan daerah luar negatif akan bergerak menjauhi satu sama lain — Sistim sifat anti-singgung (nature anti-collision system).

Kemampuan cairan mengangkut bahan dalam suspensi adalah fungsi dari menit muatan listrik. Begitu muatan negatif-listrik meningkat, lebih banyak bahan dapat diangkut dalam suspensi.begitu muatan menurun, partikel berikatan erat satu sama lain dan kemampuan cairan mengangkut bahan sedikit.

Ini titik di mana kemampuan mengangkut bahan dalam suspensi berlebihan, dan partikel mulai bergabung bersama dengan bahan partikel lebih berat keluar dari cairan dan menjonjot.

 

Komposisi Unsur Dasar:

Semua unsur, kecuali gas noble, tanpa valensi, baik itu listrik-positif atau listrik-negatif.

Jumlah relatif muatan positif dan negatif dalam cairan menentukan kapasitas angkut. Ion-ion listrik-positif menurunkan kapasitas angkut sedang ion-ion listrik negatif meningkatkan.

Unsur-unsur hanya dengan satu ion positif atau satu ion negatif punya efek kecil pada suspensi.

Unsur dengan ion-ion dua positif atau dua negatif (divalens) seperti magnesium dan berilium (+2) atau oksigen dan selenium (–2) punya efek 3,000 kali pada kapasitas angkut (carrying capacity, cc) daripada unsur-unsur tunggal.

Unsur-unsur bervalensi tiga, seperti besi dan aluminum (+3), nitrogen, dan fosfor (–3) punya 6,000 kali lebih berpengaruh terhadap cc daripada unsur tunggal dengan satu muatan ion positif atau negatif.

Selanjutnya, pemberian unsur dengan ion bervalensi tiga positif atau negatif dalam jumlah sangat sedikit (trivalen) punya efek sangat besar pada kapasitas angkut khususnya dekat titik pertukaran.

 

Tegangan Permukaan:

Tegangan permukaan adalah suatu ukuran tarik menarik bahan itu sendiri, ketahanan jelajah dan ekstraksi di antara molekul.

Dalam air, mekanisme membolehkan sebuah jarum terapung di permukaan atau serangga berjalan melintasinya.

Beberapa aturan umum adalah:  bila kapasitas angkut meningkat, tegangan permukaan menurun; bila kapasitas angkut menurun, tegangan permukaan meningkat.

Tegangan permukaan dan muatan partikel paling mudah dipahami bila kita ingat  muatan positif dan peningkatan tegangan permukaan berikatan bersama atau konsentrasi dan muatan negatif dan tegangan permukaan sebagai pengembangan atau pemisahan.

Tegangan permukaan lebih tinggi atau muatan listrik-negatif, lebih banyak bahan, seperti air, akan berikatan bersama dan koagulasi atau konsentrat.

Suatu surfaktan (agen permukaan-aktif) seperti deterjen bisa menurunkan tegangan permukaan, tetapi tidak akan meningkatkan kapasitas angkut kecuali ia diubah secara kimia dasar koloidal dengan cara penambahan bahan dengan ion-ion negatif. Tegangan permukaan and Potensial Zeta tidak berhubungan secara kuat.

Sebagai tambahan, surfaktan dapat menurunkan tegangan permukaan (baik) tetapi juga mendorong Zeta Potensial ke suatu nomor Negatif-listrik. Pada banyak kasus dalam larutan air, peningkatan muatan-listrik-negatif, mis. Zeta Potensial akan menurunkan tegangan permukaan.

Lihat:Colloidal Suspensions From Rockefeller Center Weekly 1Q35, Center Publications, Inc. — Oct. 1935 Published Readers Digest, March 1936, as “Chemistry’s Miraculous Colloids”. Submitted by Frank Hartman - Comments by Tommy Cichanowski.

 

22 JunSOIL-Logam Berat

  lead[1]

 

LOGAM BERAT

(HEAVY METALS)

  

Logam berat (heavy metals), adalah logam-logam yang mempunyai berat jenis (specific gravity) atau kerapatan masa relatif (relative mass density) lebih dari 5 (Harmsen, 1977).

Lihat:     Metal and mineral toxicity lead

Logam alkali dan alkali tanah tidak termasuk dalam golongan logam berat.

Besi (Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu) dan seng (Zn), tergolong logam berat esensial bagi tanaman, namun dibutuhkan dalam jumlah sedikit (mikro);  kelebihan unsur-unsur ini menyebabkan tanaman mengalami keracunan (toxicity) dan bila kekurangan akan menunjukkan gejala defisiensi (deficiency).

Besi (5.0 %), menempati kedudukan ke-4 dalam kerak bumi (earth’s crust), setelah O (46.6 %), Si (27.7 %), dan Al (8.1 %).  Namun, besi rendah kelarutannya dalam tanah-tanah teraerasi baik.  Ia esensial untuk fotosintesis, karena menjadi komponen senyawa khlorofil.

Mangan, sangat rendah kelarutannya dalam tanah-tanah teraerasi baik dan tidak masam (non-acid);  ia juga memegang peran penting dalam reaksi fotosintesis.

Tembaga dan seng juga esensial bagi tanaman, melalui perannya dalam proses enzimatik.

Deteksi masalah unsur mikro dalam tanah seringkali susah dilakukan, sebab ada kemiripan (resemblance)  dengan beberapa gejala defisiensi lain, interaksi (antagonisme) antara unsur berbeda, perbedaan mekanisme serapan (uptake) atau pengeluaran (exclusion) oleh akar, dan peran komplikasi (complicated role) unsur-unsur dalam proses fisiologik.

Ketersediaan unsur mikro bergantung pada:  pH, potensial redoks, tekstur tanah, komposisi mineral tanah, jumlah tipe senyawa organik dalam tanah dan larutan tanah, interaksi kompetitif antara unsur mikro, suhu tanah, kadar air, dan aktivitas mikrobiologik.

Semua unsur mikro tersebut di atas bisa mempunyai efek merugikan (adverse) pada tanaman, bila ketersediaannya dalam tanah melebihi ambang batas (tresholds).

Logam berat tertentu, seperti Hg, Pb, dan Cd (dan lain-lain), yang mungkin tidak esensial bagi tanaman atau hewan, diketahui berbahaya bagi kesehatan, meski dalam konsentrasi rendah. Sebagai contoh terjadi di Jepang:  kasus keracunan Hg di sekitar teluk Minamata di tahun 1950-an, dan keracunan Cd di Fuchu di tahun 1960-an, yang terkenal dengan penyakit Itai-Itai (Itai-Itai disease).

Transfor dan Akumulasi:

Transfor dan akumulasi logam berat dalam tanah bisa dijumpai sebagai:

  1. Bentuk larut atau tersuspensi,
  2. Diangkut akar tanaman, atau
  3. Terasosiasi dengan mikroorganisme tanah.

Transfor bentuk larut atau tersuspensi dapat melalui difusi (diffusion) dalam larutan tanah, atau pergerakan air tanah (mass flow atau convection).

Pencucian (leaching) liat dan bahan organik dalam perpindahan logam-logam yang berasosiasi dengan kedua partikel.

Transfor senyawa menguap (volatile) melalui fase gas jarang terjadi (misalnya:  dimethylmercury), namun bisa jadi sedikit penting dan perlu dipertimbangkan.

Transfor melalui fase padat tampaknya tidak terjadi.

Lebih lanjut, difusi (diffusion) fase padat atau penetrasi lempeng (lattice penetration), lebih mengarah ke mekanisme ikatan daripada mekanisme transfor.

Serapan ion oleh akar tanaman mungkin menghabiskan (deplete) dan/atau memperkaya (enrich) horizon permukaan dengan dedaunan lapuk.

Logam berat mungkin masuk ke dalam tubuh mikroorganisme, yang berkontribusi dalam perpindahannya.

Cacing tanah dan makroorganisme lain bisa membantu translokasi logam berat secara mekanik (atau biologik) pencampuran tanah memasukkan logam berat ke dalam jaringannya.

(Harmsen, K.  1977. Behaviour of heavy metals in soils.  Department of Soils and Fertilizers, Agriculture University, Wageningen.  Center for Agricultural Publishing and Decumentation, Wageningen)

16 AprSOIL-Bahan Kuliah III

DSCN0698

MATERI KULIAH – SEMESTER GENAP – 2013

 

ETIKA PROFESI, S1-Agribisnis (existing: Agroekosistem)

Bahan kuliah terdiri dari  RKPS dan Modul 1 s/d 5 (Modul 8 sampai dengan Modul 15-existing)

Bahan kuliah akan di UPLOAD diblog ini setiap minggu (pastikan Anda download sebagai materi kuliah dan/atau UTS)

Diskusi tentang materi diadakan di kelas (komen di blog hanya bersifat umum)

Lihat (minat tanah):  MENGENAL-PROFESI-ILMU-TANAH

Lengkap          : RKPS Etika Profesi

Minggu ke-1:  Pengertian Etika Profesi – K1

Minggu ke-2:  Etika profesi – K2

Minggu ke-3:  Etika Profesi – K3 (Pak Husni)

Minggu ke-4:  Etika Profesi-K4 (Pak Ika R (melalui: Email Koor Kelas)

Minggu ke-5:  ETIKA PENELITIAN K5 (Pak Didik & p. Eko)

 

Minggu ke-10:  Modul 8 ETIKA PENELITIAN

Minggu ke-11:  Modul 9 ETIKA LINGKUNGAN_Kuliah

Minggu ke-12:  Modul 10 Etika bioteknologi

Minggu ke-13:  Modul 11 BIOETIKA

MinggMinggu ke-14: Modul 12 ETIKA PENGENDALIAN OPT

Minggu ke-15: Modul 13 Etika Bisnis

Minggu ke-16: Modul 14 Etika Profesi Sarjana

Minggu ke-16: Modul 15 Ethic in intelectual property

MANAJEMEN AGROEKOSISTEM (MAES), S1-Agroekosistem

Materi Tanah:

 1. FUNGSI TANAH (sfn)

2. LAHAN KERING-BASAH (PRINSIP DASAR (sfn)

3. PENGELOLAAN TANAH BERLANJUT (sfn)