Rangkuman IPA SMA Kelas 10 dari Pengukuran sampai Pemanasan Global

DALAM pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) kelas 10, para siswa sekolah menengah atas (SMA) akan mempelajari delapan bab. Bab itu terdiri dari pengukuran dalam kerja ilmiah sampai pemanasan global.

Untuk memahami pelajaran IPA kelas 10, ada baiknya kita mempelajari rangkumannya. Dengan demikian, diharapkan teman-teman dapat memami pelajaran dengan lebih baik. Berikut rangkumannya.

Bab 1. Pengukuran dalam Kerja Ilmiah

a. Pengertian.

Pengukuran adalah kegiatan membandingkan suatu besaran dengan satuan yang digunakan sebagai acuan (standar). Contoh: mengukur panjang meja dengan penggaris → hasil 150 cm → artinya panjang meja dibandingkan dengan satuan cm.

Baca juga : Rangkuman Bab 10 Teknologi Ramah Lingkungan IPA Kelas 9

b. Tujuan Pengukuran.

Mendapatkan data yang objektif dan terukur.

Menjamin hasil penelitian bisa dibandingkan & diulang.

Meminimalkan kesalahan subjektif.

Baca juga : Rangkuman Bab 9 IPA tentang Tanah untuk Kelas IX

c. Jenis Besaran.

Besaran pokok adalah besaran dasar, punya satuan SI sendiri.

• Panjang (meter, m).
• Massa (kilogram, kg).
• Waktu (sekon, s).
• Suhu (kelvin, K).
• Kuat arus listrik (ampere, A).
• Jumlah zat (mol).
• Intensitas cahaya (candela, cd).

Besaran turunan adalah gabungan besaran pokok.

• Luas (m²).
• Volume (m³).
• Kecepatan (m/s).
• Gaya (Newton, N = kg·m/s²).

d. Alat Ukur yang Sering Dipakai.

Panjang → mistar, jangka sorong, mikrometer sekrup.
Massa → neraca tiga lengan, neraca digital.
Waktu → stopwatch.
Suhu → termometer.
Kuat arus listrik → ammeter.
Tegangan → voltmeter.

e. Ketelitian & Kesalahan.

Ketelitian → sejauh mana hasil mendekati nilai sebenarnya.

f. Kesalahan pengukuran.

Kesalahan sistematis → akibat alat tidak dikalibrasi (contoh: jarum voltmeter tidak di angka nol).

Kesalahan acak → akibat faktor lingkungan atau manusia (contoh: salah baca skala).

Kesalahan pribadi → keterbatasan pengamat (contoh: paralaks saat baca penggaris).

Cara meminimalkan kesalahan:

• Menggunakan alat ukur sesuai fungsi.
• Melakukan kalibrasi alat.
• Mengulang pengukuran & mengambil rata-rata.

g. Contoh dalam Kerja Ilmiah.

Misal ingin mengetahui pengaruh cahaya terhadap pertumbuhan tanaman:

• Data yang diukur → tinggi tanaman (cm), massa basah (g), jumlah daun (helai).
• Alat ukur → penggaris/mistar, neraca digital.
• Data dicatat → diolah secara statistik → hasil lebih ilmiah & terukur.

Bab 2. Virus dan peranannya

a. Pengertian Virus.

Virus = mikroorganisme akiseluler (tidak punya sel).

Hanya terdiri dari asam nukleat (DNA atau RNA) + selubung protein (kapsid).

Bersifat parasit obligat → hanya bisa hidup & bereproduksi di dalam sel inang.

Ukuran sangat kecil (20–300 nm), hanya bisa dilihat dengan mikroskop elektron.

Ditemukan pertama kali oleh Ivanovsky (1892) pada tanaman tembakau → Tobacco Mosaic Virus (TMV).

b. Ciri-Ciri Virus.

Bukan sel, hanya materi genetik + protein.

Tidak punya metabolisme sendiri.

Di luar sel → inert (tak hidup). Di dalam sel → aktif (hidup).

Reproduksi lewat siklus litik (merusak sel) & lisogenik (dorman/tersembunyi).

c. Struktur Virus.

Asam nukleat: DNA/RNA. 

Kapsid: pelindung protein, tersusun dari kapsomer. 

Envelope (selubung tambahan): ada pada virus tertentu (HIV, influenza). 

Tonjolan/glikoprotein: untuk menempel ke sel inang.

d. Reproduksi Virus.

Siklus Litik:

• Adsorpsi → virus menempel pada sel inang.
• Penetrasi → materi genetik masuk.
• Sintesis → sel inang dipaksa membuat komponen virus.
• Perakitan → partikel virus baru terbentuk.
• Lisis → sel pecah, virus baru dilepaskan.

Siklus Lisogenik:

• DNA virus menyatu dengan DNA inang (disebut profag).
• Ikut membelah bersama DNA inang.
• Jika aktif → masuk ke siklus litik.

e. Peran Virus dalam Kehidupan.

Merugikan:

• Manusia: HIV → AIDS, Influenza, COVID-19, Hepatitis, Herpes, Polio.
• Hewan: Rabies, Flu burung, Penyakit mulut & kuku.
• Tumbuhan: Mosaik pada tembakau (Tobacco Mosaic Virus) dan Tungro pada padi.

Menguntungkan:

• Pembuatan vaksin (contoh: vaksin polio, campak, hepatitis).
• Terapi fag → virus bakteriofag membunuh bakteri patogen.
• Alat penelitian genetika & rekayasa genetik (contoh: retrovirus sebagai vektor DNA).

f. Kesimpulan.

Virus berada di perbatasan hidup & tak hidup.

Merugikan karena banyak penyebab penyakit, tetapi juga bermanfaat dalam bioteknologi & medis.

Memahami siklus hidupnya penting untuk strategi pencegahan & pengobatan.

Bab 3. Kimia Hijau dalam Pembangunan Berkelanjutan 2030

a. Pengertian dan Pentingnya Kimia Hijau.

Kimia Hijau (Green Chemistry) = ilmu kimia yang merancang proses dan produk ramah lingkungan, mengurangi limbah, serta memakai bahan yang aman & terbarukan.

Penting karena:

• Industri kimia menghasilkan limbah beracun, gas rumah kaca, & polusi.
• Bumi sedang menghadapi krisis iklim & kerusakan lingkungan.
• Mendukung SDGs 2030, khususnya tujuan: Energi bersih (7), Produksi berkelanjutan (12), dan Aksi iklim (13).

b. Prinsip Kimia Hijau dalam Mendukung Upaya Pelestarian Lingkungan.

Beberapa prinsip penting (disederhanakan untuk SMA):

• Pencegahan limbah → reaksi dirancang agar hasil samping minimal.
• Bahan baku terbarukan → gunakan biomassa, bukan minyak bumi.
• Efisiensi energi → proses pada suhu/tekanan rendah.
• Pelarut aman → gunakan air atau pelarut ramah lingkungan.
• Produk ramah lingkungan → mudah terurai (biodegradable), tidak mencemari alam. Contoh nyata: plastik biodegradable dari singkong, biofuel dari minyak nabati, katalis hemat energi dalam industri.

c. Proses Kimia dalam Kehidupan Sehari-Hari Terkait Hal-hal yang Tidak Sesuai dengan Prinsip Kimia Hijau.

Masih banyak aktivitas sehari-hari yang belum sesuai prinsip kimia hijau:

• Penggunaan plastik sekali pakai → sulit terurai, mencemari laut.
• BBM fosil (bensin/solar) → menghasilkan CO₂ → memperparah pemanasan global.
• Detergen sintetis → sulit terurai, mencemari air sungai.
• Pestisida kimia → merusak tanah, membunuh organisme nontarget.

• d. Menciptakan Kegiatan yang Mendukung Prinsip Kimia Hijau.

Hal sederhana yang bisa dilakukan siswa & masyarakat:

• Mengurangi plastik sekali pakai → ganti dengan tas kain/bioplastik.
• Menggunakan produk ramah lingkungan (sabun/detergen biodegradable).
• Mendukung energi terbarukan → hemat listrik, gunakan panel surya bila memungkinkan.
• Membuat eksperimen sekolah berbasis limbah organik (misalnya biogas dari sampah dapur).
• Edukasi & kampanye gaya hidup berkelanjutan sesuai SDGs 2030.

Bab 4. Hukum Dasar Kimia di Sekitar Kita 

a. Ciri-ciri reaksi kimia:

• Terbentuk zat baru (produk) dengan sifat berbeda dari pereaksi.
• Terjadi perubahan warna, suhu, bau, atau gas.
• Dapat terbentuk endapan.

Jenis reaksi kimia utama:

• Reaksi Kombinasi (sintesis): dua zat bergabung → satu produk. Contoh: 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
• Reaksi Penguraian (dekomposisi): satu senyawa terurai → beberapa produk. Contoh: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂.
• Reaksi Pergantian Tunggal: atom/ion suatu unsur menggantikan atom dalam senyawa. Contoh: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂.
• Reaksi Pergantian Ganda: pertukaran ion antar senyawa. Contoh: AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃.
• Reaksi Pembakaran: zat bereaksi dengan oksigen menghasilkan CO₂ + H₂O (biasanya disertai energi). Contoh: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

Cara menuliskan reaksi kimia:

• Menuliskan pereaksi di kiri dan produk di kanan.
• Gunakan tanda panah (→) sebagai arah reaksi.
• Harus setara (jumlah atom tiap unsur di kiri = kanan).

b. Empat Hukum Dasar Kimia.

Hukum Kekekalan Massa (Lavoisier): Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. Contoh: Pembakaran karbon → massa C + O₂ = massa CO₂.

Hukum Perbandingan Tetap (Proust): Senyawa terbentuk dari unsur dengan perbandingan massa tertentu dan tetap. Contoh: Air (H₂O) selalu terdiri dari H:O = 2:16 = 1:8.

Hukum Perbandingan Berganda (Dalton): Jika dua unsur membentuk lebih dari satu senyawa, perbandingan massa salah satu unsur yang bersenyawa dengan massa tetap unsur lain merupakan bilangan bulat dan sederhana. Contoh: CO (C:O = 12:16 = 3:4) dan CO₂ (C:O = 12:32 = 3:8) → perbandingan O dalam CO dan CO₂ = 4:8 = 1:2.

Hukum Perbandingan Volume (Gay-Lussac): Pada suhu dan tekanan sama, volume gas-gas yang bereaksi dan hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana. Contoh: H₂ + Cl₂ → 2HCl. Volume 1 L + 1 L → 2 L.

c. Hukum Dasar Kimia untuk Menyelesaikan Kasus dalam Kehidupan Sehari-hari.

Industri makanan: Penambahan karbonasi pada minuman → mengikuti hukum kekekalan massa (massa CO₂ masuk = massa bertambah sesuai hukum Lavoisier).

Pertanian: Pupuk kimia (NH₄NO₃) terbentuk dari perbandingan tetap unsur H, N, O sesuai hukum Proust.

Polusi udara: Pembentukan CO dan CO₂ dari pembakaran tidak sempurna bahan bakar → contoh hukum perbandingan berganda.

Tabung gas LPG: Reaksi pembakaran gas butana (C₄H₁₀) dengan O₂ menghasilkan CO₂ + H₂O sesuai hukum Gay-Lussac, volume gas harus diperhitungkan.

Bab 5. Struktur Atom – Keunggulan Nanomaterial

a. Pengertian dan Pentingnya Nanoteknologi.

Nanoteknologi adalah ilmu dan aplikasi teknologi yang berhubungan dengan benda/material berukuran nanometer (1 nm = 10⁻⁹ m).

Pada skala nano, sifat suatu zat bisa berubah drastis dibandingkan dalam ukuran makroskopis. Contoh: emas berwarna kuning dalam ukuran biasa, tapi pada ukuran nano bisa berwarna merah atau biru.

Pentingnya nanoteknologi:

• Digunakan dalam kesehatan (obat penghantar target, biosensor).
• Energi (sel surya lebih efisien).
• Lingkungan (penyaring air nano).
• Teknologi (chip komputer, material superkuat).

b. Struktur Atom.

Atom adalah partikel terkecil penyusun materi, terdiri dari:

• Proton (+) dan neutron (netral) di inti atom.
• Elektron (–) bergerak mengelilingi inti pada tingkat energi tertentu.

Model atom modern menggambarkan elektron berada dalam orbital, bukan lintasan pasti. Struktur atom inilah yang menentukan sifat kimia suatu unsur.

c. Konfigurasi Elektron.

Konfigurasi elektron adalah susunan elektron dalam orbital-orbital atom.

Aturan pengisian elektron:

• Prinsip Aufbau: elektron menempati tingkat energi terendah lebih dulu.
• Aturan Hund: orbital setara diisi satu-satu terlebih dahulu.
• Larangan Pauli: maksimum 2 elektron dalam satu orbital dengan spin berlawanan. Contoh: Natrium (Na, Z = 11) → 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹.

d. Jari-jari Atom sebagai Sifat Keperiodikan Unsur.

Jari-jari atom adalah jarak dari inti atom ke kulit elektron terluar.

Pola periodik:

• Dalam satu golongan (atas → bawah) → jari-jari makin besar (karena kulit elektron bertambah).
• Dalam satu periode (kiri → kanan) → jari-jari makin kecil (karena jumlah proton bertambah, menarik elektron lebih kuat).

Sifat ini berhubungan dengan keaktifan unsur: logam cenderung lebih reaktif jika jari-jarinya besar, nonlogam sebaliknya.

e. Konsep Struktur Atom pada Bahasan Nanomaterial.

Nanomaterial memiliki jumlah atom relatif sedikit dan luas permukaan besar. Hal ini membuat sifat-sifatnya berbeda dari material biasa, contohnya:

• Kekuatan mekanik meningkat (misal: karbon nano lebih kuat dari baja).
• Konduktivitas listrik lebih baik (dipakai di elektronik miniatur).
• Reaktivitas kimia lebih tinggi (karena luas permukaan lebih besar).

Hubungan dengan struktur atom:

• Konfigurasi elektron menentukan ikatan atom dalam nanomaterial.
• Sifat periodik (jari-jari atom, energi ionisasi) memengaruhi karakter material nano.

Aplikasi nyata: layar sentuh (nanotube karbon), masker antivirus (serat nano), obat-obatan (nanopartikel pembawa).

Bab 6. Energi Terbarukan

Pengertian: Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja atau menyebabkan perubahan.

Bentuk umum: cahaya, panas, listrik, kimia, mekanik, nuklir.

Sifat dasar: tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya bisa diubah dari satu bentuk ke bentuk lain (prinsip kekekalan energi).

a. Bentuk-bentuk Energi.

• Energi Mekanik: energi benda karena gerak (kinetik) atau kedudukan (potensial).
• Energi Panas (Termal): energi akibat gerakan partikel (contoh: kompor gas, matahari).
• Energi Kimia: tersimpan dalam ikatan kimia (contoh: baterai, bahan bakar).
• Energi Listrik: energi akibat aliran elektron (contoh: lampu, peralatan elektronik).
• Energi Nuklir: energi dari reaksi inti atom (fisi & fusi).
• Energi Radiasi (Cahaya): energi gelombang elektromagnetik.

b. Hukum Kekekalan Energi dan Konversi Energi.

Bunyi hukum: Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya berubah bentuk.

Contoh konversi energi:

• Panel surya → cahaya → listrik.
• Kincir angin → gerak → listrik.
• Motor listrik → listrik → gerak.

Efisiensi energi penting, karena setiap konversi sering menimbulkan energi hilang dalam bentuk panas.

c. Urgensi Isu Kebutuhan Energi.

Masalah global: pertumbuhan penduduk & industrialisasi membuat konsumsi energi meningkat pesat.
Ketergantungan pada fosil (minyak, batu bara, gas) → cepat habis & mencemari lingkungan.

Dampak: pemanasan global, polusi udara, krisis energi di masa depan.

Solusi: transisi menuju energi bersih, hemat energi, dan inovasi teknologi.

d. Sumber Energi.

Energi Fosil: minyak bumi, gas alam, batu bara.

Energi Terbarukan: matahari, angin, air, biomassa, panas bumi.

Energi Nuklir: meski tak terbarukan, punya potensi energi besar.

e. Sumber Energi Terbarukan & Tak Terbarukan.

Terbarukan: Matahari (panel surya), angin (turbin angin), air (PLTA), panas bumi (geothermal), biomassa (limbah pertanian, kayu bakar modern, bioetanol).

Tak Terbarukan: minyak bumi, batu bara, gas alam → jumlah terbatas, lama terbentuknya.

f. Dampak Eksplorasi dan Penggunaan Energi.

Energi Fosil: polusi udara (SO₂, NOx, CO₂), kerusakan ekosistem, perubahan iklim.

Energi Nuklir: limbah radioaktif, risiko kecelakaan (Chernobyl, Fukushima).

Energi Terbarukan: relatif bersih, tapi ada dampak lokal (contoh: PLTA bisa merusak ekosistem sungai).

g. Upaya Pemenuhan Kebutuhan Energi.

Penghematan energi: hemat listrik, transportasi publik, peralatan hemat energi.

Diversifikasi energi: mengembangkan berbagai sumber energi terbarukan.

Teknologi efisiensi: mobil listrik, smart grid, penyimpanan energi (baterai besar).

Kebijakan & edukasi: regulasi emisi, kampanye hemat energi, insentif energi hijau.

Bab 7. Keanekaragaman Makhluk Hidup, Interaksi, dan Peranannya di Alam

Keanekaragaman hayati = variasi makhluk hidup di bumi, mencakup perbedaan genetik, spesies, dan ekosistem.

Menunjukkan betapa beragamnya bentuk kehidupan yang saling melengkapi.

a. Tingkatan Keanekaragaman Hayati.

Keanekaragaman Gen → variasi dalam satu spesies karena perbedaan gen (misalnya padi ada varietas IR64, Ciherang, Inpari).

Keanekaragaman Spesies → variasi antarspesies di suatu tempat (misalnya ada burung, kucing, kupu-kupu di hutan).

Keanekaragaman Ekosistem → variasi ekosistem di bumi (misalnya hutan hujan tropis, padang rumput, terumbu karang, gurun).

b. Keanekaragaman Hayati Indonesia.

Indonesia = salah satu negara megabiodiversity (keanekaragaman tinggi).

Faktor penyebab: iklim tropis, curah hujan tinggi, banyak pulau, tanah subur, garis khatulistiwa.

Contoh: orang utan (Kalimantan), komodo (Flores), bunga rafflesia (Sumatra), terumbu karang di Raja Ampat.

c. Manfaat Keanekaragaman Hayati.

Ekonomi: pangan, obat, kayu, hasil laut.

Ekologi: menjaga keseimbangan ekosistem, rantai makanan.

Ilmu pengetahuan: bahan penelitian.

Budaya: identitas bangsa (flora dan fauna khas).

d. Pelestarian Keanekaragaman Hayati Indonesia.

In situ: melestarikan di habitat aslinya (taman nasional, cagar alam).

Ex situ: melestarikan di luar habitat (kebun raya, kebun binatang, bank gen).

Larangan perburuan liar, reboisasi, konservasi laut.

e. Klasifikasi Makhluk Hidup.

Bagaimana Ahli Mengelompokkan Makhluk Hidup?

Berdasarkan persamaan dan perbedaan ciri, sistem taksonomi.

Tingkatan takson: Kingdom → Filum/Divisio → Kelas → Ordo → Famili → Genus → Spesies.

Dasar klasifikasi: morfologi (bentuk), anatomi, fisiologi, biokimia, DNA.

f. Apa Saja Pengelompokan Makhluk Hidup dan Peranannya?

Monera (bakteri, sianobakteri) → pengurai, pengikat nitrogen.

Protista (alga, protozoa) → plankton, produsen, parasit.

Fungi (jamur) → pengurai, bahan makanan (ragi, jamur merang).

Plantae (tumbuhan) → produsen, penyedia oksigen.

Animalia (hewan) → konsumen dalam ekosistem.

g. Makhluk Hidup dalam Ekosistem.

Ekosistem = hubungan timbal balik antara makhluk hidup (biotik) dan lingkungannya (abiotik).

Komponen biotik: produsen, konsumen, dekomposer.

Komponen abiotik: cahaya, tanah, air, udara, suhu.

h. Interaksi Antarkomponen Ekosistem.

Rantai makanan: alur energi satu arah (padi → belalang → katak → ular).

Jaring-jaring makanan: gabungan rantai makanan.

Piramida energi: menggambarkan aliran energi dari produsen ke konsumen.

Interaksi antarmakhluk hidup:

• Mutualisme: saling menguntungkan (lebah–bunga).
• Komensalisme: satu untung, satu netral (ikan remora–hiu).
• Parasitisme: satu untung, satu dirugikan (cacing pita–manusia).
• Kompetisi: persaingan (tumbuhan memperebutkan cahaya).

Bab 8. Pemanasan Global: Konsep dan Solusi 

a. Fakta-fakta Perubahan Lingkungan.

Perubahan iklim ditandai oleh naiknya suhu rata-rata bumi (global warming).

Terjadi pencairan es di kutub → menyebabkan kenaikan permukaan air laut.

Perubahan pola cuaca: musim kemarau lebih panjang, hujan tidak menentu, badai lebih sering.

Kepunahan spesies karena habitat berubah drastis.

Kerusakan ekosistem akibat deforestasi, polusi, dan emisi gas rumah kaca.

b. Peningkatan Kadar CO₂ Atmosfer di Balik Peningkatan Suhu Bumi.

Gas rumah kaca (CO₂, CH₄, N₂O, CFC) menangkap panas matahari → efek rumah kaca alami.

Aktivitas manusia mempercepat peningkatan gas ini, khususnya CO₂.

Sumber utama:

• Pembakaran bahan bakar fosil (batubara, minyak, gas).
• Deforestasi (penebangan hutan → berkurangnya penyerap CO₂).
• Akibat: suhu bumi naik, lapisan es mencair, laut menghangat, cuaca ekstrem meningkat.

c. Aktivitas Manusia yang Menyebabkan Perubahan Lingkungan.

Industri & Transportasi → menghasilkan emisi CO₂, NOx, SO₂.

Pertanian intensif → menghasilkan CH₄ dari peternakan, pupuk menghasilkan N₂O.

Penggunaan energi fosil → listrik, kendaraan, pabrik.

Perusakan hutan → mengurangi kemampuan bumi menyerap CO₂.

Urbanisasi cepat → sampah plastik, polusi udara, dan limbah cair meningkat.

d. Solusi Mengatasi Pemanasan Global.

Solusi individu:

• Menghemat listrik, air, dan energi.
• Mengurangi penggunaan kendaraan bermotor (bersepeda, transportasi umum).
• Mengurangi plastik sekali pakai.
• Menanam pohon, mendukung penghijauan.

Solusi nasional:    

• Penerapan energi terbarukan (matahari, angin, air, biomassa).
• Reboisasi dan konservasi hutan.
• Transportasi ramah lingkungan.
• Edukasi masyarakat tentang gaya hidup hijau.

Solusi global:

• Kerja sama antarnegara (contoh: Protokol Kyoto, Paris Agreement).
• Penerapan pajak karbon dan regulasi emisi.
• Investasi riset teknologi hijau.

Itulah rangkuman IPA kelas 10 yang terdiri dari delapan bab. Semoga bermanfaat. (I-2)