hakikat ilmu kimia - usbi.ac.id kimia.pdf · ... perubahan serta energi yang ......
Post on 30-Jan-2018
356 Views
Preview:
TRANSCRIPT
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 1
Pembelajaran
HAKIKAT ILMU KIMIA
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar
Dalam pembelajaran ini, siswa akan memiliki kemampuan untuk:
1. Memahami hakikat ilmu kimia, metode ilmiah dan keselamatan kerja di
laboratorium serta peran kimia dalam kehidupan.
2. Menyajikan hasil pengamatan tentang hakikat ilmu kimia, metode ilmiah dan
keselamatan kerja dalam mempelajari kimia serta peran kimia dalam kehidupan.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 2
Pengalaman Belajar
Melalui pembelajaran materi hakikat ilmu kimia, siswa akan memperoleh pengalaman
belajar:
1. Menemukan peran kimia dalam kehidupan, perkembangan IPTEK, dan dalam
menyelesaikan masalah global.
2. Mengenal alat-alat dan bahan kimia serta tata tertib laboratorium.
3. Menerapkan metode ilmiah meliputi: penemuan masalah, perumusan masalah,
membuat hipotesis, melakukan percobaan dan mengolah data serta membuat
laporan.
4. mengembangkan sikap ilmiah, semangat kerja sama serta tanggung jawab
dalam memecahkan masalah secara rasional melalui kegiatan belajar kelompok.
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa dalam mempelajari hakikat ilmu
kimiadidasarkan pada model Learning Cycle 5E yang tahap-tahapnya dijabarkan sebagai
berikut:
1. Engagement
Pada tahap ini, guru menyiapkan atau mengondisikan siswa untuk belajar, minat dan rasa
ingin tahu siswa tentang topik yang akan diajarkan berusaha dibangkitkan. Hal ini dilakukan
dengan mengajukanpertanyaan yang akan mendatangkan respon dari siswa sehingga
dapatmemberikan gambaran tentang apa yang telah mereka ketahui. Pada tahap ini juga
dilakukan identifikasi terhadap miskonsepsi pemahaman siswa.
2. Exploration
Pada tahap ini siswa bekerja sama dalam kelompok-kelompok kecil untuk
mengerjakan Lembar Kerja Siswa tanpa pengajaran langsung dari guru. Siswa
mempelajari konsep sendiri dari berbagai sumber/literatur yang dimiliki dan
mendiskusikan dengan teman kelompoknya. Dalam kerja kelompok siswa, guru tidak
memberikan bimbingan secara langsung, tetapi berperan sebagai fasilitator.
3. Explanation
Tahap ini merupakan tahap diskusi klasikal. Guru mendorong siswa untuk menjelaskan
konsep dengan kalimat mereka sendiri, meminta bukti dan klarifikasi dari penjelasan
mereka serta membandingkan argumen yang mereka miliki dengan argumen dari siswa lain
sehingga terjadi diskusi aktif. Guru juga dapat memberikan penjelasan mengenai konsep
yang diajarkan.
4. Elaboration
Pada tahap ini siswa menerapkan konsep dan keterampilan yang telah mereka
dapatkan untuk menyelesaikan soal-soal pemecahan masalah.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 3
5. Evaluation
Pada tahap akhir ini dilakukan evaluasi terhadap efektifitas fase-fase sebelumnya
dan juga evaluasi terhadap pengetahuan, pemahaman konsep atau kompetensi siswa
melalui pemberian tes (quiz) atau open-ended question di akhir pembelajaran.
MATERI
HAKIKAT KIMIA DAN PERANNYA DALAM KEHIDUPAN
Berbagai proses kimia sebenarnya telah dikenal sejak puluhan ribu tahun
sebelum masehi. Pada masa Paleolithicum (-8000 SM), walaupun hidup berpindah-
pindah, manusia sudah mampu mengendalikan api, menggunakan peralatan terbuat
dari batu dan tulang, dan sudah memiliki kebiasaan memasak makanan. Proses
memasak merupakan proses kimia, karena memasak melibatkan panas sebagai sarana
untuk melemahkan jaringan kimia dalam bahan makanan sehingga mempermudah
proses pencernaan.Pada masa Mesolithicum (8000SM–6000SM), manusia sudah
menggunakan peralatan tembikar, terbuat dari tanah liat yang dikeringkan dengan
bantuan panas matahari.Pembuatan tembikar merupakan proses kimia, yaitu
perubahan dari mineral aluminosilikat terhidratmenjadi jaringan aluminosilikat.
Manusia primitif sebenarnya telah memiliki pengetahuan (knowledge) tentang
cara memanfaatkan berbagai bahan untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Para ahli
filsafat Yunani purba juga sudah mempunyai pemikiran bahwa materi tersusun dari
partikel-partikel yang jauh lebih kecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi (atomos).
Namun konsep tersebuttidak dapat dikategorikan sebagai ilmu (science), mengingat
ilmu selalu melibatkan dua aspek sekaligus: Aspek eksperimental yang meliputi fakta
hasil observasi, melalui coba-coba, pengamatan dan/atau pengukuran,dan sspek
teoritikal yang meliputi konsep, yang terdiri atas ilham, intuisi, pengalaman,
pemahaman, dan/atau pemikiran teoritik (hukum dan teori).Berdasarkan atas fakta-
fakta, muncullah teori-teori yang menjelaskan fakta-fakta tersebut.
Kimia sebagai ilmu yang melibatkan kegiatan ilmiah melalui langkah-langkah
metode ilmiah dilahirkan oleh para ilmuwan muslim bangsa Arab dan Persia pada abad
ke-8. Salah seorang bapak ilmu kimia yang terkemuka adalah Jabir ibn Hayyan (700-
778), yang lebih dikenal di Eropa dengan nama Latinnya, Geber.Iamemperkenalkan
istilah ilmu kimia dengan sebutan al-kimiayangartinya perubahan materi. Istilah kimia
secara singkat dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari rekayasa materi, yaitu
mengubah materi menjadi materi lain. Secara lengkapnya, ilmu kimia adalah ilmu
mempelajari tentang unsur penyusun suatu zat, bagaimana unsur tersebut saling
berkombinasi(struktur), sifat zat, perubahan serta energi yang menyertai perubahan
suatu zat atau materi.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 4
Manusia tidak bisa lepas dari kimia dalam kehidupannya.Dalam setiap aktifitas
manusia selalu berkaitan dengan bahan kimia dan proses reaksinya.
Dalam diri manusiaterdapat bahan-bahan kimia
yang sering dikenal dengan bahan kimia
organik.Tubuh manusia terdiri dari lemak, protein,
dan karbohidrat serta asam nukleat yang sering
disebut dengan Biomakromolekul.
Biomakromolekul pada manusia terdiri dari
partikel yang paling kecil yang disebut unsur
dengan komposisi seperti pada diagram disamping.
Dalam skala lebih besar lagi yaitu bumi, juga
tersusun dari bahan-bahan kimia. Misalnya,
kulit bumi kita tersusun dari aluminium, besi,
kalsium, silikon dan yang paling banyak
adalah oksigen.
Dalam perkembangannya penggunaan bahan kimia dan reaksi kimia mengalami
modifikasi atau rekayasa untuk meningkatkan nilai lebih dari bahan-bahan kimia
tersebut.Saat ini, bahan kimia telah diaplikasikan untuk keperluan beberapa bidang
kehidupan manusia, seperti dalam bidang kesehatan, industri, pangan dan sanitasi
lingkungan.Misalnya, pada bidang kesehatan, alkohol digunakan untuk mensterilkan
alat-alat bedah di bidang kedokteran.Perkembangan kimia medisinal (obat-obatan)
juga sangat pesat.Di bidang pertanian, aplikasi kimia banyak menghasilkan pupuk,
insektisida, dan obat-obatan perangsang pertumbuhan dan buah pada
tanaman.Dibidang pangan, bahan kimia banyak digunakan dalam proses pengepakan
makanan agar lebih awet, penambah cita rasa makanan, dan pewarna makanan.
Saat ini ilmu kimia berkembang sangat pesat dan terbagi menjadi beberapa
bidang keilmuan:
1. Kimia Analisis,mempelajari tentang analisis jenis dan proporsi zat yang terdapat
dalam suatu sampel bahan atau produk.
2. Kimia Fisik,fokus kajiannya adalah struktur, sifat dan perilaku zat, penggunaan
prinsip fisika untuk menerangkan fenomena kimia serta penentuan energi yang
menyertai terjadinya reaksi kimia.
3. Kimia Organik,mempelajari bahan-bahan kimia yang terdapat dalam makhluk
hidup.
4. Kimia Anorganik, mempelajari bahan-bahan kimia pada benda mati.
Komposisi unsur
pada tubuh manusia
Komposisi unsur
pembentuk kulit bumi
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 5
5. Kimia Lingkungan,mempelajari tentang segala sesuatu yang terjadi di lingkungan,
terutama yang berkaitan dengan pencemaran lingkungan, pengaruhnya pada
organisme hidup, serta cara penanggulangannya.
6. Kimia Inti ( Radiokimia ),mempelajari zat-zat radioaktif serta menyelidiki
perubahan yang terjadi pada inti atom.
7. Biokimia,mempelajarisenyawa dan reaksi kimia pada mahluk hidup, terutama
yang erat kaitannya dengan proses biologi.
8. Kimia Pangan,mempelajari bagaimana cara meningkatkan mutu bahan pangan.
9. Kimia Farmasi atau Kimia Medisinal, fokus kajiannya berupa penelitian dan
pengembangan bahan-bahan yang mengandung obat.
10. Astrokimia, mengidentifikasi zat atau bahan yang ada di bintang-bintang dan objek
angkasa lain.
11. Elektrokimia, mempelajari hubungan antara arus listrik dengan reaksi kimia.
12. Fotokimia, mempelajari hubungan cahaya dengan reaksi kimia.
BEKERJA AMAN DI LABORATORIUM Perkembangan pengetahuan sains didasarkan pada fenomena yang didapat dari
pengamatan di laboratorium, baik laboratorium ruang maupun alam semesta sebagai
laboratorium raksasa yang tidak pernah berhenti memberikan inspirasi pada para
ilmuwan.Laboratorium di sekolah menyelenggarakan praktikum kimia sebagai
pembuktian atas beberapa fenomena kimia, memberikan keterampilan dalam bekerja
di laboratorium, dan sebagai tempat melakukan penelitian sederhana.Di dalam bekerja
di laboratorium kimia, praktikan dihadapkan pada pekerjaan dengan resiko yang besar.
Hal ini disebabkan karena dalam setiap praktikum digunakan :
1. Bahan kimia yang mempunyai sifat mudah meledak, mudah terbakar, korosif,
dan bersifat racun.
2. Alat-alat gelas yang mudah pecah dan dapat mengenai tangan atau muka.
3. Reagen anorganik yang reaktif.
4. Alat-alat listrik seperti kompor listrik, oven, lampu pemanas dan lain-lain.
5. Air untuk pendingin yang sewaktu-waktu dapat bewrhenti alirannya atu bocor,
oleh karena itu air di laboratorium kimia sangatlah penting.
6. Radiasi ultraviolet.
Penggunaan bahan kimia berbahaya sebaiknya dihindari, tetapi bila harus dilakukan
maka penggunaannya dibuat sekecil mungkin atau harus dirancang dulu percobaan
yang akan dilakukan (bahannya, alatnya, kondisi dan sebagainya), sehingga aman dalam
bekerja. Bahan-bahan kimia berbahaya (Hazardous Chemicals) diberikan label pada
kemasan, diantaranya sebagai berikut:
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 6
Toxic : Produk ini dapat menyebabkan kematian atau sakit yang serius bila
sedikit bahan kimia ini masuk dalam tubuh dengan ingestion,
menghirup uap, bau atau debu, atau dengan penyerapan melalui kulit.
Corrosive : Produk ini dapat merusak jaringan hidup. Mata adalah yang paling
mudah terkena.
Explosive : Produk ini dapat meledak dengan adanya panas, percikan api bunga
api, guncangan atau gesekan. Beberapa senyawa membentuk garam
yang eksplosif pada kontak (singgungan) dengan logam.
Oxidizing : Senyawa ini dapat menyebabkan kebakaran. Senyawa ini juga dapat
menghasilkan panas pada kontak dengan bahan organik dan reduktor.
Flammable : Senyawa ini mempunyai flash point yang rendah (mudah terbakar).
Dapat bereaksi dengan air atau udara basah (berkabut) untuk
menghasilkan gas yang mudah terbakar jika terdapat sumber nyala
seperti api bunsen, permukaan logam panas, loncatan bunga api listrik
dan lain-lain.
Harmful : Bahan kimia iritan menyebabkan luka bakar pada kulit, berlendir dan
dapat mengganggu pernapasan. Semua bahan kimia mempunyai sifat
seperti ini (harmful) khususnya bila kontak langsung dengan kulit,
dihirup atau ditelan.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 7
Untuk meminimalisir kecelakaan kerja yang terjadi di laboratorium, berikut beberapa
petunjuk bekerja aman di laboratorium kimia:
1. SebelumVmemulai praktikum, praktikan harus sudah memahami dan
mempersiapkan apa yang akan dilakukan dalam praktikum (tujuan percobaan, sifat-
sifat bahan, alat yang digunakan dan cara kerja percobaan).
2. Selama mengikuti praktikum, praktikan harus memakai jas praktikum yang bersih,
dan jika diperlukan menggunakan sarung tangan karet, masker, dan kaca mata
laboratorium (kacamata google).
3. Bekerjalah dengan tertib, tenang, dan teratur serta tidak membuat kegaduhan yang
dapat mengganggu praktikan lain.
4. Jangan makan/minum, merokok di dalam ruang laboratorium.
5. Jangan memasukkan benda-benda ke mulut, misalnya menggigit pensil atau pulpen,
membasahi kertas label menggunakan lidah untuk menghindari masuknya zat
berbahaya ke dalam tubuh.
6. Berhati-hati ketika membawa atau menggunakan alat-alat gelas. Dalam kegiatan
pemanasan dengan alat gelas gunakan kaca yang tahan panas (biasanya pyrex).
7. Jangan menengok mulut tabung/wadah secara langsung terutama ketika sedang
atau setelah dipanaskan.
8. Jangan menghadapkan mulut tabung/wadah ke arah orang lain.
9. Pada waktu melakukan percobaan, hindari melakukan langkah kerja/menggunakan
bahan-bahan yang tidak sesuai dengan buku petunjuk praktikum.
10. Tutup kembali dengan rapat botol bahan-bahan kimia yang telah digunakan.
Bersihkan dan keringkan alat-alat kimia sebelum disimpan.
CONTOH KEGIATAN PEMBELAJARAN
Tujuan Pembelajaran
1. Melalui diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menyebutkan beberapa produk
yang digunakannya sehari-hari yang berkaitan dengan ilmu kimia.
2. Dengan diskusi kelompok, siswa dapat menjelaskan peranan ilmu kimia dan
hubungannya dengan ilmu lain (farmasi, geologi, pertanian, dan lain-lain)
3. Dengan diskusi kelompok siswa dapat menjelaskan bidang-bidang keilmuan
dalam kimia.
4. Siswa dapat bekerja sama, santun dan toleran dalam diskusi kelompok.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 8
Kegiatan Pembelajaran (2 x 45 menit)
A. Kegiatan Awal
Langkah
Kegiatan Uraian Kegiatan
Wakt
u
Pendahuluan
1. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru
berhubungan dengan kabar mereka, selanjutnya guru
mengabsen siswa.
2. Siswa menerima informasi tujuan dan langkah
pembelajaran yang akan dilaksanakan.
3. Siswa dibagi menjadi beberapa kelompok @ 5 orang
± 10
menit
B. Kegiatan Inti
Fase Uraian Kegiatan Waktu
1. Tahap
Engagement
(Tahap
Persiapan)
Guru denganmenunjukkan alat peraga produk kimia
mengajukan pertanyaan “produk-produk ini bermanfaat
dalam bidang apa (industri pangan, pertanian, kosmetik,
obat-obatan, atau yang lain?”.
Siswa diberi kesempatan untuk mengemukakan
pendapatnya.
± 10
menit
2. Tahap
Explorasi
(Tahap
Penjelajahan
informasi)
Secara berkelompok, siswa dipersilahkan mengumpulkan
minimal 10 produk/bungkus produk yang berbeda di
sekitar sekolah/lingkungan (atau siswa diminta
membawanya dari rumah)
Berdasarkan literatur, siswa mengelompokkan produk ke
dalam bidang industri/keilmuan yang sesuai (farmasi,
kesehatan, geologi, pertanian, dan lain-lain).
Siswa membuat laporan nama produk, manfaat, dan
bidangnya sesuai hasil kajian literatur.
± 30
menit
3. Tahap
Explanation
(Tahap
penjelasan)
Beberapa perwakilan siswa mengkomunikasikan secara
lisan atau salah satu kelompok mempresentasikan hasil
pekerjaannya.
Siswa atau kelompok lain bertanya, menyanggah, atau
menambahkan presentasi temannya sehingga terjadi
diskusi aktif.
Guru juga dapat memberi penjelasan tambahan jika
terjadi miskonsepsi.
± 15
menit
4. Tahap
Elaborasi
(Tahap
pengayaan)
Siswa kembali melakukan diskusi dalam kelompoknya
untuk membuat peta konsep tentang hakikat ilmu kimia
dan cabang-cabangnya.
Selama diskusi, siswa saling bertanya dan menjawab,
± 15
menit
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 9
Fase Uraian Kegiatan Waktu
saling mengajari untuk menguatkan pemahaman siswa.
5. Tahap
Evaluation
(Tahap
penilaian)
Siswa diberikan soal uji pemahaman
Mengumpulkan jawaban soal ujipemahaman
± 10
menit
C. Kegiatan Penutup
Fase Uraian Kegiatan Waktu
Penutup
Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan
kesimpulan yang dapat diperoleh dari kegiatan yang telah
dilakukan.
Guru memberikan kesempatan bertanya bila masih ada
materi maupun penjelasan yang belum dimengerti siswa.
Siswa diberikan tugas baca di rumah untuk pembelajaran
berikutnya.
Menutup pembelajaran dan mengucapkan salam
± 10
menit
LEMBAR KERJA SISWA 1. Kumpulkanlah minimal 10 produk/bungkus produk yang berbeda di sekitar
sekolah/lingkungan (atau siswa diminta membawanya dari rumah).
2. Kelompokkan produk tersebut sesuai bidang industri/keilmuannya (farmasi,
kesehatan, geologi, pertanian, dan lain-lain).
3. Tuliskan hasil indentifikasi anda dalam tabel berikut:
No Nama Produk Manfaat Sehari-hari Bidang
Industri/Keilmuan
1
2
3
dst
4. Presentasikan hasil pekerjaan kelompok anda.
5. Buatlah peta konsep untuk materi hakikat ilmu kimia dan bidang-bidang kajiannya.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 10
DESKRIPSI ALAT PERAGA
Gambar
Alat peraga ini berupa kumpulan beberapa kemasan produk yang berfungsi
untuk mempermudah siswa dalam memahami manfaat ilmu kimia dalam kehidupan
sehari-hari.
ALAT DAN BAHAN Alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat alat peraga produk kimia adalah
sebagai berikut:
Kertas karton.
Beberapa kemasan produk.
Dobel tip untuk menempelkan produk pada kertas karton.
LANGKAH- LANGKAH PEMBUATAN ALAT PERAGA Berikut ini adalah salah satu alternatif langkah-langkah pembuatan alat peraga produk
kimia:
1. Cari kemasan produk yang digunakan sehari-hari.
2. Cuci dan keringkan kemasan tersebut.
3. Tempelkan produk-produk yang telah dibersihkan ke kertas karton dengan
menggunakan dobel tip
4. Alat peraga produk kimia siap digunakan
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 11
CARA MENGGUNAKAN ALAT PERAGA Alat peraga produk kimia digunakan sebagai media untuk menjelaskan produk kimia
dalam kehidupan sehari-hari sehingga memudahkan siswa dalam mengidentifikasi
produk kimia yang lain melalui observasi dan diskusi kelompok.
DAFTAR PUSTAKA
Ari Harnanto, Ruminten, 2009, Kimia untuk SMA dan MA kelas X, Pusat Pembukuan
Departemen Pendidikan Nasional.
Brady, James E., 1998, General Chemistry Principles and Structure (Alih Bahasa:
Sukmariah dkk., 1999, Kimia Universitas Asas dan Struktru), Binarupa
Aksara, Jakarta.
Holland, Julian, at al., 2000, The Kingfisher Science Encyclopedia (Alih Bahasa:
Sudarmono, dkk., 2005, Ensiklopedia Iptek), Lentera Abadi, Jakarta
Silberman, Melvin L., 1996, Active Learning 101 Strategies to Teach Any Subject (Alih
bahasa: Sarjuli dkk., 2009, Active Learning 101 Strategi Pembelajaran Aktif),
Pustaka Insan Madani, Yogyakarta.
http://coe.ilstu.edu/scienceed/lorsbach/257 lrcy.htm
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 12
Pembelajaran
STRUKTUR ATOM
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 13
Kompetensi Dasar
Dalam pembelajaran ini, siswa akan memiliki kemampuan untuk:
1. Menganalisis perkembangan model atom.
2. Mengolah dan menganalisis perkembangan model atom.
3. Menganalisis struktur atom berdasarkan teori atom Bohr dan teori mekanika
kuantum.
4. Mengolah dan menganalisis truktur atom berdasarkan teori atom Bohr dan teori
mekanika kuantum.
5. Menganalisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital untuk
menentukan letak unsur dalam tabel periodik dan sifat-sifat periodik unsur.
6. Menyajikan hasil analisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital
untuk menentukan letak unsur dalam tabel periodik dan sifat-sifat periodik
unsur.
Pengalaman Belajar
Melalui pembelajaran materi struktur atom, siswa akan memperoleh pengalaman
belajar:
1. menemukan perbedaan model atom yang dikemukakan oleh Dalton, Thomson,
dan Rutherford.
2. menemukan kelemahan dan kelebihan masing-masing teori atom berdasarkan
fakta eksperimen.
3. Menemukan perbedaan mendasar teori atom Bohr dengan teori mekanika
kuantum.
4. Menemukan keteraturan konfigurasi elektron dan menggambarkan diagram
orbitalnya.
5. mengembangkan sikap sosial, semangat kerja sama serta tanggung jawab dalam
memecahkan masalah secara rasional melalui kegiatan belajar kelompok.
6. membina hubungan yang baik dan mendorong timbulnya semangat tim.
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa dalam mempelajari stuktur atom ini dibuat
berdasarkan model Learning Cycle 5E yang tahap-tahapnya dijabarkan sebagai berikut:
1. Engagement
Pada tahap ini, guru menyiapkan atau mengondisikan siswa untuk belajar, minat dan
rasa ingin tahu siswa tentang topik yang akan diajarkan berusaha dibangkitkan. Hal ini
dilakukan dengan mengajukan pertanyaan yang akan mendatangkan respon dari siswa
sehingga dapat memberikan gambaran tentang apa yang telah mereka ketahui. Pada
tahap ini juga dilakukan identifikasi terhadap miskonsepsi pemahaman siswa.
2. Exploration
Pada tahap ini siswa bekerja sama dalam kelompok-kelompok kecil untuk mengerjakan
Lembar Kerja Siswa tanpa pengajaran langsung dari guru. Siswa mempelajari konsep
sendiri dari berbagai sumber/literatur yang dimiliki dan mendiskusikan dengan teman
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 14
kelompoknya. Dalam kerja kelompok siswa, guru tidak memberikan bimbingan secara
langsung, tetapi berperan sebagai fasilitator.
3. Explanation
Tahap ini merupakan tahap diskusi klasikal. Guru mendorong siswa untuk menjelaskan
konsep dengan kalimat mereka sendiri, meminta bukti dan klarifikasi dari penjelasan
mereka serta membandingkan argumen yang mereka miliki dengan argumen dari siswa
lain sehingga terjadi diskusi aktif. Guru juga dapat memberikan penjelasan mengenai
konsep yang diajarkan.
4. Elaboration
Pada tahap ini siswa menerapkan konsep dan keterampilan yang telah mereka
dapatkan untuk menyelesaikan soal-soal pemecahan masalah.
5. Evaluation
Pada tahap akhir ini dilakukan evaluasi terhadap efektifitas fase-fase sebelumnya dan
juga evaluasi terhadap pengetahuan, pemahaman konsep atau kompetensi siswa
melalui pemberian tes (quiz) atau open-ended question di akhir pembelajaran.
MATERI
PERKEMBANGAN MODEL ATOM Pada tahun 464 SM, seorang filsuf Yunani bernama Democritus menyatakan:
”Jika suatu materi dibelah-belah secara terus-menerus, akan diperoleh materi terkecil
yang tidak dapat dibelah lagi”. Bagian terkecil dari suatu materi yang tidak dapat
dibelah lagi disebut “atomos” yang kemudian disederhanakan menjadi “atom”.
Kemudian teori tentang atom ini terus berkembang berdasarkan data-data eksperimen.
1. Model Atom Dalton
Pada tahun 1908, seorang guru di SMU di Manchester, Inggris bernama John Dalton
mengemukakan teorinya untuk menerangkan hukum-hukum dasar ilmu kimia yang
berhubungan dengan konversi massa dalam proses kimia. Rumusan teorinya
kemudian dikenal dengan Teori Atom Dalton yang meliputi 5 hal sebagai berikut:
1. Unsur kimia disusun atas partikel-partikel sangat kecil yang
tidak dapat dipecah lagi yang disebut atom. Atom-atom
berbentuk bulat seperti bola.
2. Semua atom dalam unsur yang sejenis adalah sama dan oleh
karena itu memiliki sifat-sifat yang serupa, baik massa maupun
sifatnya.
3. Atom dari unsur-unsur yang berbeda jenis memiliki sifat-sifat
yang berbeda pula.
4. Atom suatu unsur tidak dapat diubah menjadi unsur lainnya.
5. Senyawa dapat dibentuk ketika lebih dari 1 jenis unsur
bergabung dengan perbandingan bulat dan sederhana.
John Dalton Sumber: wikipedia
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 15
6. Reaksi kimia merupakan pemisahan atom-atom dari suatu set
kombinasi dan bergabung menjadi suatu set kombinasi yang
lain, sehingga pada dasarnya atom tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan. Atom-atom itu sendiri secara individual tidak
berubah.
Pandangan Dalton tersebut belum mampu memberikan gambaran yang jelas
mengenai struktur atom. Meskipun telah menjelaskan bahwa reaksi kimia itu
pemisahan dan penggabungan kembali atom-atom, tetapi Dalton tidak dapat
menjelaskan bagaimana cara atom-atom tersebut saling berikatan. Dalton juga tidak
menjelaskan adanya muatan listrik/magnet dalam suatu materi.
2. Model Atom J.J. Thomson
Berdasarkan atas hasil pengamatan sinar katoda yang dilakukan oleh S. W.
Crookes (1870 – 1879) diketahui bahwa sinar katoda dibelokkan oleh medan
magnetik dan medan listrik menuju pelat (kutub) positif. Karena dibelokkan menuju
kutub positif, maka G. J. Stoney (1881) berkeyakinan bahwa sinar katode tersebut
merupakan partikel-partikel bermuatan negatif pada atom yang selanjutnya disebut
”elektron”. Thomson kemudian melakukan penelitian lanjutan dan menemukan
bahwa muatan elektron sebesar -1,602 x 10-19 C. Setelah penemuan partikel negatif
(elektron), para ahli berfikir tentulah ada partikel lawannya yakni partikel
bermuatan positif. Goldstein (1886) mempelajari lebih lanjut tentang penelitian
Crookes dan berhasil membuktikan keberadaan muatan positif tersebut. Muatan
positif itu kemudian disebut dengan “proton” yang bermuatan +1,602 x 10-19 C.
Berdasarkan penemuan-penemuan tersebut, Thomson
mengemukakan teori bahwa “atom merupakan suatu bola pejal
bermuatan positif yang permukaannya terdapat elektron
(bermuatan negatif) yang menyebar di permukaan bola
tersebut”. Muatan negatif yang tersebar dipermukaan bola
pejal menetralkan muatan positif pada bola pejal tersebut.
3. Model Atom Rutherford
Pada tahun 1911, Rutherford melakukan penelitian hamburan sinar α (partikel
bermuatan positif yang dihasilkan oleh bahan radioaktif). Rutherfort melewatkan
Model Atom Dalton
Joseph John Thomson
Sumber : wikipedia
Model Atom J.J. Thomson
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 16
Gambar sketsa perilaku sinar alfa dalam satu atom
A
A B
B
C
Sinar alfa
sinar alfa melalui celah S difokuskan pada lempeng emas L yang sangat tipis
sebagaimana gambar berikut:
Ternyata, sebagian besar sinar alfa diteruskan menembus lempeng dengan arah lurus
(A). Sebagian kecil sinar alfa menembus lempeng dan membelok dengan berbagai
variasi sudut belok yang kecil (B). Sebagian kecil sinar alfa dipantulkan oleh lempeng i
ke arah sumber sinar alfa tersebut (C). Hal ini membuktikan bahwa teori atom
Thomson yang menyatakan bahwa atom merupakan bola pejal bermuatan positif
dan elektron tersebar merata dalam muatan positif tersebut adalah tidak benar,
karena jika atom merupakan bola pejal bermuatan positif maka seharusnya sinar
alfa yang juga positif semuanya akan dipantulkan dan tidak ada yang diteruskan.
Rutherford mengembangkan fenomena tersebut dengan mengemukkan teori
sebagai berikut:
1. Sebagian besar dari atom merupakan ruang kosong.
2. Sebagian massa dan seluruh muatan positif yang ada dalam atom terpusat di
wilayah yang sangat kecil yang disebut “inti atom”.
3. Besarnya muatan positif berbeda pada masing-masing atom.
4. Elektron-elektron yang bermuatan negatif bergerak mengelilingi inti dengan
lintasan melingkar.
5. Banyaknya elektron di sekitar inti atom sama dengan banyaknya muatan positif
pada inti atom, sehingga atom bersifat netral.
Beberapa percobaan menunjukkan bahwa massa inti atom selalu lebih besar dari
massa proton dalam inti atom tersebut, sehingga Rutherford memperkirakan ada
partikel lain dalam inti atom selain proton tersebut. Tetapi Rutherford belum mampu
menemukan partikel apakah itu.
Ernest Rutherford
Sumber : wikipedia
Bagan Percobaan Rutherford
Bahan
Radioaktif
L
A
S
B
B
C
C
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 17
Pada tahun 1932 James Chadwick menjawab
kegalauan Rutherford dengan mengemukakan
bahwa terdapat partikel lain dalam inti atom
yang bersifat netral (tidak bermuatan tetapi
bermassa) yang disebut “ neutron”.
Sampai dengan pembahasan ini, kita dapat menyimpulkan bahwa atom terdiri
dari Inti atom yang mengandung partikel proton (p) dan neutron (n), serta
elektron (e) yang mengelilingi inti atom tersebut. Namun, gambaran atom yang
terdiri atas inti positif dan di sekelilingnya tersebar elektron-elektron negatif
ternyata masih menimbulkan masalah baru; apa masalahnya kira-kira?
Menurut hukum mekanika klasik yang dikemukakan oleh Maxwell, bahwa
elektron yang bergerak mengelilingi inti akan memancarkan energi
elektromagnetik. Akibatnya gerakan elektron akan semakin lambat, sehingga
elektron yang bermuatan negatif lama kelamaan akan tertarik ke arah inti yang
bermuatan positif. Ini berarti bahwa atom bersifat tidak stabil. Pada kenyataannya
hal ini tidak pernah terjadi dalam sebuah atom, atom secara umum bersifat stabil.
Rutherford tidak mampu menjelaskan fenomena ini.
TEORI ATOM BOHR DAN MEKANIKA KUANTUM 1. Teori Atom Bohr
Spektrum cahaya yang dipancarkan oleh
berbagai macam senyawa bila senyawa
dipanaskan memberikan petunjuk tentang
bagaimana kelakuan elektron dalam
mengitari inti atom. Berdasarkan hasil
percobaannya, Bohr (1913) menemukan
bahwa spektrum atom hidrogen berupa
spektrum garis. Neils Bohr menjelaskan
fenomena ini sebagai berikut:
1. Spektrum garis menunjukkan bahwa elektron dalam atom hanya dapat beredar
pada lintasan tertentu (yang disebut orbit) dengan tingkat energi tertentu.
Tingkatan energi elektron dalam atom hidrogen menurut Bohr mengikuti
persamaan:
Untuk n = 1 (energi terendah), tingkat energinya adalah -13.6
eV. Tingkat energi berikutnya (n = 2) adalah -3.4 eV. Tingkat
energi ketiga (n = 3) adalah -1.51 eV, dan seterusnya.
2. Selama beredar mengitari inti atom, elektron tidak
memancarkan maupun menyerap energi (kondisi stasioner).
Model Atom Rutherford
Spektrum garis unsur hidrogen
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 18
Artinya, hukum mekanika klasik tidak berlaku pada gerak
elektron di sekitar inti.
3. Pada keadaan normal elektron akan mengisi kulit-kulit
dengan tingkat energi terendah dengan jumlah elektron pada
kulit atom mengikuti aturan 2n2 dengan n = kulit atom.
4. Apabila suatu atom mendapat energi dari luar, maka elektron akan menyerap
energi yang sesuai sehingga dapat berpindah ketingkat energi yang lebih tinggi
(disebut keadaan tereksitasi). Keadaan tereksitasi tidak stabil, sehingga
elektron akan segera kembali ke tingkat energi lebih rendah disertai pelepasan
energi.
2. Teori Mekanika Kuantum
Teori atom Bohr yang terpenting adalah melahirkan gagasan tentang tingkat-
tingkat energi yang dinyatakan dengan kulit atom (harga n). Tetapi, pengamatan
spektrum dengan spektrofotometer yang canggih menunjukkan bahwa garis-garis
spektrum yang semula tampak dan diduga tunggal oleh Bohr, ternyata terdiri atas
beberapa garis majemuk yang sangat rapat satu sama lain. Bohr tidak mampu
menjelaskan fenomena terjadinya pemisahan garis-garis spektrum tersebut. Teori atom
Bohr hanya mampu menjelaskan spektrum pada atom hidrogen dan tidak mampu
menjelaskan spektrum pada atom yang lebih kompleks (mempunyai elektron banyak).
Spektrum berupa garis-garis majemuk yang rapat tersebut menunjukkan bahwa
tingkat-tingkat energinya mempunyai perbedaan sangat kecil, jauh lebih kecil daripada
perbedaan energi antar kulit atau orbit elektron yang dikemukakan oleh Bohr.
Menjelaskan fenomena ini, seorang ahli fisika Jerman, Arnold Sommerfeld,
mengemukakan asumsinya bahwa selain energi elektron yang dinyatakan dengan
Kulit N Jumlah elektron
Maksimum
K
L
M
N
O
1
2
3
4
5
2n2 = 2
2n2 = 8
2n2 = 18
2n2 = 32
2n2 = 50
Niels Bohr
Sumber : wikipedia
Gambaran eksitasi dan emisi elektron
n=4
n=3
n=2
n=1 Eksitasi Elektron
(MenyerapEnergi) Emisi Elektron
(MelepasEnergi)
Model Atom Al
Menurut Bohr
(jumlah elektron 13)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 19
energi kulit ( n ), masih ada tingkat energi lain yang kemudian dikenal dengan istilah
energi sub-kulit elektron ( l )
Max Planck pada tahun 1900 mengemukakan bahwa gelombang cahaya ternyata
memiliki sifat sebagaimana partikel (disebut foton). Menurut Planck, energi radiasi
elektromagnetik (energi foton) memiliki jumlah tertentu yang didefinisikan :
E = h υ dengan h = tetapan Planck (6,626x10-34 J/dt)
υ = frekuensi radiasi (det-1)
Menurut Einstein, E = mc2, jika persamaan ini diperlakukan pada
foton maka massa foton dapat dinyatakan sebagai m = 2c
E.
Substitusi persamaan tersebut ke persamaan Planck diperoleh :
m = 2c
h atau m =
c
h
Dengan demikian, partikel yang sedang bergerak sesungguhnya menunjukkan sifat
gelombang. Untuk m yang sangat kecil seperti partikel-partikel atomik dengan
kecepatan mendekati kecepatan cahaya, sifat gelombangnya menjadi sangat dominan.
Pada tahun 1924, de Broglie mengajukan teori yang dikenal sebagai teori
dualisme partikel: “Jika Gelombang elektromagnetik dapat berkelakuan sebagai
partikel, maka partikel juga dapat berkelakuan sebagai gelombang”. Sifat partikel
ditunjukkan oleh kemampuannya menumbuk suatu materi dan memenuhi hukum
Einstein (E = mc2). Sifat sebagai gelombang memenuhi hukum E = h υ yang merupakan
persamaan gelombang.
Contoh soal
1. Hitung panjang gelombang elektron dengan massa 9,109534·10-31
kg yang bergerak dengan kecepatan cahaya!
Penyelesaian
Menurut de Broglie:
= vm
h
= 1831
1234
sm10x3xkg10x9,1091
smkg10x6,626
= 2,43.10-8 m
= 243 Å (bilangan ini berdimensi atomik)
Elektron sebagai partikel mempunyai massa sangat kecil, sehingga menurut
Plank dan de Broglie elektron juga dapat dianggap berkelakuan sebagai gelombang.
Karena elektron berkelakuan sebagai gelombang, maka elektron tidak akan bergerak
Louis de Broglie
Sumber: wikipedia
Max Karl Ernst
Ludwig Planck
Sumber: wikipedia
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 20
menurut suatu garis seperti yang dikemukakan Bohr sebagai orbit, tetapi menyebar
pada ruang tiga dimensi mengikuti persamaan gelombang.
Schroedinger (1926) mengusulkan persamaan matematik
untuk gelombang elektron dalam atom hidrogen :
2 2 2 2
2 2 2 2
8( ) 0
mE V
x y z h
Ψ = fungsi gelombang elektron
E = energi total sistem
h = tetapan Planck
V = energi potensial sistem
m = massa elektron
x, y, z = koordinat Cartesian
Penyelesaian persamaan ini memunculkan 3 tetapan yang disebut bilangan kuantum
(bilangan kuantum utama, azimut, dan magnetik). Bilangan kuantum menyatakan
kedudukan (tingkat energi, bentuk serta orientasi) orbital dalam suatu atom.
1. Bilangan Kuantum Utama (n)
Menggambarkan tingkat energi dan ukuran orbital.
Bilangan kuantum utama merupakan kulit-kulit/orbit yang telah ditemukan oleh
Bohr. Semakin besar harga n, maka ukuran orbital semakin besar dan energinya
semakin tinggi.
2. Bilangan Kuantum Azimut (l)
Menggambarkan adanya sub kulit (orbital) dan bentuknya.
Contoh : untuk n = 1, maka l yang mungkin adalah l = 0
untuk n = 2, maka l yang mungkin adalah l = 0 dan 1
untuk n = 3, maka l yang mungkin adalah l = 0, 1, dan 2
l = 0 disebut orbital s (sharp), berbentuk bola
l = 1 disebut orbital p (principal), berbentuk satu bola terpilin
l = 2 disebut orbital d (diffuse), berbentuk dua bola terpilin
l = 3 disebut orbital f (fundamental), berbentuk tiga bola terpilin
Harga l = 0, 1, 2, ….(n-1)
Erwin Schrodinger
Sumber: wikipedia
Harga n = 1, 2, 3, 4, dan seterusnya
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 21
Nilai n Nilai l yang mungkin Orbital
1 0 1s
2 0, 1 2s 2p
3 0, 1, 2 3s 3p 3d
4 0, 1, 2, 3 4s 4p 4d 4f
3. Bilangan Kuantum Magnetik (m)
Menggambarkan orientasi atau arah orbital (menyatakan orbital yang ditempati
oleh elektron).
Nilai l Jenis
orbital
Harga m yang
mungkin Jumlah orbital
0 S 0 1
1 P -1, 0, +1 3
2 D -2, -1, 0, +1, +2 5
3 F -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 7
4. Bilangan Kuantum Spin (s)
Wolfgang Pauli (1926) mengemukakan bahwa elektron-
elektron yang ada dalam atom tidak mungkin berada dalam
keadaan yang sama persis. Jika elektron-elektron dalam suatu
atom memiliki bilangan kuantum utama, bilangan kuantum
azimut dan bilangan kuantum magnetik yang sama maka harus
ada keadaan yang bersifat khas yang membedakan suatu elektron
dengan elektron yang lain. Oleh karena itu, Pauli mengusulkan
postulat tentang bilangan kuantum spin. Bilangan kuantum spin
menyatakan arah rotasi elektron pada sumbunya (searah atau
berlawanan jarum jam).
Menurut Pauli, tidak mungkin ada dua elektron
dalam suatu atom memiliki empat bilangan kuantum
yang sama, paling tidak, bilangan kuantum spinnya
elektron harus berbeda, sehingga dalam satu orbital hanya
boleh terisi dua buah elektron. Dua elektron tersebut harus
memiliki spin yang berlawanan sehingga menghasilkan
medan magnet yang berlawanan guna mengimbangi gaya
tolak menolak karena muatan sejenis elektron.
Menurut Werner Heisenberg (1927): momentum (kecepatan)
dan kedudukan (posisi) elektron dalam suatu atom tidak dapat
ditentukan secara serentak dan pasti (disebut teori
Ketidakpastian Heisenberg). Artinya tidak ada metode
eksperimen apapun yang dapat dirancang untuk mengukur
Harga m = -l, 0 hingga +l
Wolfgang Ernst Pauli
Sumber: wikipedia
Arah rotasi elektron
pada sumbunya
Werner Karl
Heisenberg
Sumber: wikipedia
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 22
secara serempak posisi dan momentum suatu partikel secara
cermat. Jika suatu eksperimen dirancang untuk menentukan
posisi elektron, maka momentum elektron menjadi tidak pasti,
sebaliknya jika momentumnya dapat ditentukan, maka posisinya
menjadi tidak pasti.
Menurut Scrodinger, posisi elektron dalam atom juga tidak
dapat ditentukan dengan pasti, yang dapat ditentukan adalah
probabilitas (kebolehjadian/ kemungkinan) menemukan
elektron sebagai fungsi jarak dari inti atom. Daerah dengan
kemungkinan terbesar ditemukannya elektron disebut orbital.
Kebolehjadian menemukan elektron disekitar inti atom
dinyatakan oleh Scrodinger sebagai Ψ2. Bentuk-bentuk orbital
sebagai hasil dari penyelesaian fungsi Ψ2 tersebut adalah:
Orbital s (berbentuk bola) Orbital p (berbentuk satu bola terpilin)
Jumlah orbital s = 1 jumlah orbital p = 3
Orbital d (berbentuk dua bola terpilin)
Jumlah orbital d = 5
Salah satu dari 7 orbital f, yaitu fxyz
Secara singkat dapat disimpulkan perbedaan teori atom Bohr dengan teori
mekanika kuantum sebagai berikut:
Perbedaan Teori Atom Bohr Teori Atom Mekanika Kuantum
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 23
Hakikat
elektron
Elektron dianggap sebagai
partikel yang mengikuti hukum
fisika klasik
Dualisme sifat elektron, yaitu
elektron sebagai materi sekaligus
sebagai gelombang
Lintasan
elektron
Beredar mengitari inti dengan
lintasan tertentu (disebut orbit)
Beredar dan menyebar pada suatu
daerah tertentu (disebut orbital)
Energi
elektron
Tingkat energi elektron hanya
dibedakan berdasarkan
lintasan (kulit-kulit) dalam
atom.
Tingkat energi tiap elektron
digambarkan dengan tiga bilangan
kuantum yang berbeda.
KONFIGURASI ELEKTRON DAN DIAGRAM ORBITAL 1. Lambang Atom
Untuk menunjukkan identitas suatu atom yang terdiri dari proton, elektron, dan
netron, maka dibuatlah lambang atom :
Nomor atom (Z) menunjukka jumlah proton dalam inti atom.
Bila atom netral, jumlah proton sama dengan jumlah elektron.
Nomor massa (A) menunjukkan jumlah proton + jumlah neutron.
Contoh: Ar1840 Ar = Argon
Nomor atom = 18
Massa massa = 40
Jumlah proton = Nomor atom =18
Karena netral, Jumlah elektron = Jumlah proton = 18
Jumlah neutron = Nomor massa – nomor atom
= 40 – 18
= 22
2. Konfigurasi Elektron dan Elektron Valensi
a. Konfigurasi elektron menurut Bohr
Di sekitar inti atom, elektron menata diri dengan susunan tertentu yang khas.
Susunan elektron-elektron pada sebuah atom disebut konfigurasi elektron.
Bohr mengemukakan bahwa pada pada keadaan normal elektron akan mengisi
kulit-kulit ( n ) dengan tingkat energi terendah dengan jumlah elektron pada
kulit atom mengikuti aturan 2n2.
Kulit N Jumlah elektron
Maksimum
K
L
M
1
2
3
2n2 = 2
2n2 = 8
2n2 = 18
Nomor massa/Massa atom Lambang atom
Nomor atom
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 24
Perhatikan cara-cara pengisian elektron pada orbit/kulit-kulit atom menurut Bohr
berikut:
Pengisian elektron dimulai dari kulit terendah : 2 8 18 32 50 dst…
Bila Jumlah elektron pada pengisian kulit ke dua kurang dari 8, maka isikan
sejumlah yang ada.
Contoh : Jumlah elektron 9, konfigurasi elektronnya: 2 7
Bila jumlah elektron tidak mencukupi jumlah maksimum pada kulit ketiga dan
seterusnya, maka isikan elektron sebanyak jumlah maksimum kulit sebelumnya dan
sisanya isikan pada kulit berikutnya.
Contoh:
Jumlah elektron 20, konfigurasi elektronnya: 2 8 8 2 bukan 2 8 10
Jumlah elektron 31, konfigurasi elektronnya: 2 8 18 3 bukan 2 8 21
Jumlah elektron 37, konfigurasi elektronnya: 2 8 18 8 1 bukan 2 8 18
Elektron yang terdapat pada kulit terluar disebut elektron valensi.
Contoh :
Ar1840 , Jumlah elektron = 18
Konfigurasi elektron : 2 8 8
Jumlah elektron valensi = 8
Br3580 , Jumlah elektron = 35
Konfigurasi elektron : 2 8 18 7
Jumlah elektron valensi = 7
K1939 , Jumlah elektron = 19
Konfigurasi elektron : 2 8 8 1
Jumlah elektron valensi = 1
Sn50119 , Jumlah elektron = 50
Konfigurasi elektron : 2 8 18 8 4
Jumlah elektron valensi = 4
b. Konfigurasi elektron menurut Teori Mekanika Kuantum
Konfigurasi elektron yang dikemukakan oleh Bohr hanya memperhatikan energi
kulit ( n ). Teori mekanika kuantum membuktikan bahwa energi elektron tidak
hanya berupa energi kulit ( n ), tetapi terdapat energi sub kulit ( l ), sehingga
N
O
4
5
2n2 = 32
2n2 = 50
Contoh model atom 15P,
konfigurasi elektron : 2 8 5
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 25
konfigurasi elektron menurut Bohr perlu disempurnakan dengan beberapa aturan
berikut :
1. Asas Aufbau (Membangun)
Pengisian elektron dimulai dari orbital dengan tingkat energi
paling rendah kemudian ketingkat energi yang lebih tinggi.
Tingkat energi orbital menurut prinsip aufbau didasarkan pada naiknya jumlah
bilangan kuantum utama dan azimut, (n + l), sebagaimana diajukan oleh
Madelung, sebagai berikut:
Orbital 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f 7s 7p ….
N 1 2 2 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 ….
0 0 1 0 1 2 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 2 3 0 1 ….
n + 1 2 3 3 4 5 4 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 7 8 ….
Dari tabel terlihat bahwa terdapat beberapa kombinasi yang berbeda tetapi
menghasilkan harga n + l yang sama, misalnya untuk 2p = 3s, 3p = 4s, dan 3d = 4p
= 5s. Dalam hal ini, urutan naiknya energi ditentukan urutan naiknya nilai n,
sehingga urutan tingkat energi menurut prinsip aufbau adalah :
1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p, 7s, 5f, 6d, 7p,...
Untuk memudahkan mengingat penyusunan konfigurasi elektronik menurut
prinsip aufbau, urutan pengisian elektron dapat disajikan dalam suatu bentuk
diagram mnemonic sebagai berikut:
2. Larangan Pauli
Wolfang Pauli (1926) mengemukakan bahwa:
Tidak ada dua elektron dalam satu atom yang keempat bilangan
kuantumnya sama.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 26
Artinya, jika dua atom memiliki bilangan kuantum utama, azimut, dan magnetik
yang sama, maka spinnya harus berbeda sehingga setiap orbital hanya dapat
ditempati maksimum 2 elektron.
Jenis
orbital Nilai l
Harga m
yang mungkin
Jumlah
orbital
Jumlah
elektron
maksimum
S 0 0 1 2
P 1 -1, 0, +1 3 6
D 2 -2, -1, 0, +1, +2 5 10
F 3 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 7 14
Sehingga konfigurasi elektron dapat dituliskan sebagai berikut:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10
dan seterusnya
Contoh konfigurasi elektron pada atom menurut azaz aufbau :
11 Na : 1s2 2s2 2p6 3s1
15P : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
17Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
20Ca : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
26Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6
Konfigurasi elektron model aufbau ini ternyata tidak sesuai dengan hasil
pengukuran energi orbital pada atom berelektron banyak yang menunjukkan
bahwa energi orbital 3d yang terisi elektron selalu lebih rendah dari energi
orbital 4s. Proses pelepasan elektron dari atomnya (proses ionisasi) juga
menunjukkan bahwa elektron pada 4s lebih mudah dilepaskan. Dengan
demikian untuk contoh atom besi di atas, elektron terluar (dengan energi
tertinggi) adalah 4s (bukan 3d) karena elektron pada 4s inilah yang memerlukan
energi paling rendah untuk mengeluarkannya.
Contoh konfigurasi berdasarkan urutan tingkat energi :
19K : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1
21Sc : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2
26Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
35Br : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5
Elektron yang berada pada kulit terluar disebut “ELEKTRON VALENSI”
Ada tiga jenis elektron valensi:
1. elektron valensi yang konfigurasinya berakhir pada orbital ns
2. elektron valensi yang konfigurasinya berakhir pada orbital ns np
3. elektron valensi yang konfigurasinya berakhir pada orbital (n-1)d ns
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 27
Contoh konfigurasi berdasarkan urutan tingkat energi :
20Ca : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 jumlah ev = 2
15P : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 jumlah ev = 5
21Sc : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2 jumlah ev = 3
26Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 jumlah ev = 8
35Br : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5 jumlah ev = 7
Penulisan konfigurasi elektron dapat disingkat dengan lambang gas mulia :
Contoh : 16S = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4, dapat ditulis [Ne] 3s2 3p4
25Mn = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2, dapat ditulis [Ar] 3d5 4s2
3. Kaidah Hund
Elektron dalam suatu orbital tidak akan berpasangan terlebih
dahulu sampai semua orbital terisi elektron.
Artinya, mula-mula elektron akan menempati orbital secara sendiri-sendiri
dengan spin yang searah (paralel) baru setelah orbital pada subkulit tersebut
penuh elektron akan berpasangan.
Contoh :
6C : 1s2 2s2 2p2
Kemungkinan diagram orbitalnya adalah :
Dalam “satu set” mendatar seperti orbital p yang terdiri atas 3 orbital memiliki
energi yang sama/setingkat (tergenerate), sehingga elektron dapat berada dalam
kotak yang manapun, tidak harus berurut px – py – pz dan juga tidak harus urut
harga bilangan kuantum magnetiknya, -1, 0, +1 atau sebaliknya, sebab numerik
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 28
ini bukan besaran melainkan “lambang” m yang melukiskan variasi orientasi
dalam ruang. Demikian juga arah spin elektron, untuk elektron tidak
berpasangan boleh ↑ (s = +½) atau ↓ (s = -½), tetapi harus searah dalam satu
set orbital (sesuai aturan Hund), sebab jika tidak paralel akan menghasilkan
energi total yang lebih tinggi.
Hal yang sama berlaku pada konfigurasi elektronik yang melibatkan
orbital d yang terdiri atas 5 kotak-orbital sebagaimana contoh berikut.
27Co : [18Ar] 3d7 4s7
Gambarkan kemungkinan diagram orbital yang lain dari atom 27Co
3. Aturan Penuh dan Setengah Penuh.
Analisis spektroskopi menunjukkan bahwa Konfigurasi elektronik 24Cr adalah [18Ar]
3d5 4s1 dan bukan [18Ar] 3d4 4s2 sebagaimana diramalkan oleh azaz aufbau.
Demikian juga konfigurasi elektronik 29Cu adalah [18Ar] 3d10 4s1 dan bukan [18Ar]
3d9 4s2. Atom ternyata lebih stabil bila orbitalnya terisi penuh atau setengah penuh.
Hal ini karena elektron terdistribusi lebih merata di sekeliling inti sehingga energi
tolakan antar elektronnya lebih kecil, akibatnya energi total konfigurasi lebih
rendah (atom lebih stabil).
Aturan Setengah Penuh: Bila konfigurasi elektron berakhir pada 3d4 4s2,
maka 1 buah elektron pada s akan mendekat ke inti
yakni ke orbital d sehingga membentuk konfigurasi
d5 4s1
Contoh :
24Cr : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2
24Cr : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2
Menjadi :
Sehingga konfigurasi elektron 24Cr : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1
Elektron berusaha
terdistribusi lebih
merata di sekeliling inti
sehingga energi
tolakan antar
elektronnya lebih
rendah , akibatnya
energi total konfigurasi
lebih rendah (atom
lebih stabil)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 29
Aturan penuh: Bila konfigurasi elektron berakhir pada 3d9 4s2, maka 1
buah elektron pada s akan mendekat ke inti yakni ke
orbital d sehingga membentuk konfigurasi d10 4s1
Contoh :
29Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2
29Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2
Menjadi :
Sehingga konfigurasi elektron 29Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
4. Konfigurasi elektron suat ion
Suatu atom dapat menangkap atau melepaskan elektronnya. Jika suatu atom
menangkap elektron, jumlah elektron dalam atom tersebut akan lebih banyak dari
jumlah protonnya, sehingga muatan negatif. Jika atom melepaskan elektron, maka
jumlah elektron dalam atom tersebut akan lebih sedikit dari jumlah proton sehingga
bermuatan positif.
Menagkap elektron, atom menjadi bermuatan negatif (disebut anion)
Melepas elektron, atom menjadi bermuatan positif (disebut kation)
Contoh: Ca2+2040 Jumlah proton = 20
Jumlah elektron = 18 (melepas 2 e-)
Jumlah neutron = 40 – 20
= 20
O2−8
16 Jumlah proton = 8
Jumlah elektron = 10 (menangkap 2 e-)
Jumlah neutron = 16 – 8
= 8
Jika atom membentuk ion negatif, elektron yang ditangkap akan
menempati orbital sesuai dengan urutan kenaikan tingkat energinya. Jika
atom membentuk ion positif, elektron yang dilepas adalah elektron pada
kulit terluar
Elektron berusaha
terdistribusi lebih
merata di sekeliling inti
sehingga energi
tolakan antar
elektronnya lebih
rendah , akibatnya
energi total konfigurasi
lebih rendah (atom
lebih stabil)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 30
Contoh :
15P : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
Jika membentuk 15P3- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
20Ca : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 jika
Jika membentuk 20Ca2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
26Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Jika membentuk 26Fe3+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5
5. Bilangan Kuantum Suatu Elektron
Keempat bilangan kuantum suatu elektron dapat ditentukan dari konfigurasi
elektron dan dari arah rotasi elektron pada sumbunya.
Contoh :
25Mn : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2
Elektron
Pada orbital
Bilangan kuantum
utama (n) azimut (l) magnetik (m)
yang mungkin Spin (s)
1s 1 0 0 + ½ atau -½
2s 2 0 0 + ½ atau -½
2p 2 1 -1, 0, +1 + ½ atau -½
3s 2 1 0 + ½ atau -½
3p 3 1 -1, 0, +1 + ½ atau -½
3d 3 1 -2, -1, 0, +1, +2 + ½ atau -½
4s 4 0 0 + ½ atau -½
Energi pada satu set orbital p, orbital d, dan orbital f adalah sama, sehingga
elektron dapat berada dalam “kotak” manapun. Akibatnya harga bilangan
kuantum magnetik untuk elektron yang menempati orbital p, d dan f tidak
dapat ditentukan dengan pasti, hanya berupa kemungkinan dari harga m
pada orbital tersebut.
CONTOH KEGIATAN PEMBELAJARAN
Pertemuan 1 (2 x 45 menit) Tujuan Pembelajaran
5. Dengan diskusi kelas atau kelompok, menentukan perbedaan model atom yang
dikemukakan oleh Dalton, Thomson, Rutherford, dan Bohr.
6. Dengan diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menemukan kelemahan dan
kelebihan masing-masing teori atom berdasarkan fakta eksperimen.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 31
7. Dengan diberikan LKS, siswa menunjukkan ketekunan dan tanggung jawab
dalam belajar baik secara individu maupun kelompok.
8. Siswa dapat bekerja sama, santun dan toleran dalam diskusi kelompok.
Kegiatan Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Langkah
Kegiatan Uraian Kegiatan
Wakt
u
Pendahuluan
4. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru
berhubungan dengan kondisi, selanjutnya guru
mengabsen siswa.
5. Siswa menerima informasi tujuan dan langkah
pembelajaran yang akan dilaksanakan.
6. Siswa dibagi menjadi beberapa kelompok @ 5 orang
± 10
menit
B. Kegiatan Inti
Fase Uraian Kegiatan Waktu
6. Tahap
Engagement
(Tahap
Persiapan)
Siswa diberi pertanyaan “apa yang kalian ketahui tentang
atom?”
Siswa diberi kesempatan untuk mengemukakan pendapat
awal tentang atom sesuai dengan yang telah dipelajarinya
di SMP.
Mengaitkan jawaban siswa dengan materi yang akan
dibahas.
± 10
menit
7. Tahap
Explorasi
(Tahap
Penjelajahan
informasi)
Siswa mengamati alat peraga model atom menurut
Dalton, Thomson, dan Rutherfort kemudian
menggambarkan model atom tersebut.
Dengan diskusi kelompok, siswa memberikan deskripsi
bagian-bagian atom berdasarkan pengamatan alat peraga
model atom.
Dengan diskusi kelompok, siswa mengkaji literatur
tentang perkembangan model atom, mengkaji kelebihan
dan kelemahannya berdasarkan data-data eksperimen.
Guru memberi bimbingan selama siswa berdiskusi
± 30
Menit
8. Tahap
Explanation
(Tahap
penjelasan)
Guru memilih kelompok secara acak untuk
menyampaikan hasil diskusinya di depan kelas.
Siswa lain bertanya, menanggapi atau menambahkan
penjelasan temannya sehingga terjadi diskusi aktif.
Guru juga dapat memberi penjelasan tambahan jika
terjadi miskonsepsi.
± 15
Menit
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 32
Fase Uraian Kegiatan Waktu
9. Tahap
Elaborasi
(Tahap
pengayaan)
Siswa kembali melakukan diskusi dalam kelompoknya
untuk berlatih memecahkan masalah melalui LKS
Selama diskusi, siswa saling bertanya dan menjawab,
saling mengajari untuk menguatkan pemahaman siswa.
± 15
menit
10. Tahap
Evaluation
(Tahap
penilaian)
Siswa mengerjakan soal uji pemahaman
± 10
menit
C. Kegiatan Penutup
Fase Uraian Kegiatan Waktu
Penutup
Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan
kesimpulan yang dapat diperoleh dari kegiatan yang telah
dilakukan.
Guru memberikan kesempatan bertanya bila masih ada
materi maupun penjelasan yang belum dimengerti siswa.
Siswa diberikan tugas baca di rumah untuk pembelajaran
berikutnya.
Menutup pembelajaran dan mengucapkan salam
± 10
menit
Pertemuan 2 (2 x 45 menit) Tujuan Pembelajaran
1. Dengan diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menjelaskan makna bilangan
kuantum dan hubungannya dengan keberadaan elektron.
2. Dengan diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menjelaskan kulit, sub kulit,
dan orbital serta hubungannya dengan bilangan kuantum.
3. Dengan diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menentukan bilangan kuantum
yang mungkin pada suatu atom.
4. Dengan diberikan LKS, siswa menunjukkan ketekunan dan tanggung jawab
dalam belajar baik secara individu maupun kelompok.
5. Siswa dapat bekerja sama, santun dan toleran dalam diskusi kelompok.
Kegiatan Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Langkah
Kegiatan Uraian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
1. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru
berhubungan dengan kondisi, selanjutnya guru
mengabsen siswa.
2. Siswa menerima informasi tujuan dan langkah
pembelajaran yang akan dilaksanakan.
± 10
menit
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 33
Langkah
Kegiatan Uraian Kegiatan Waktu
3. Siswa dibagi menjadi beberapa kelompok @ 5 orang
B. Kegiatan Inti
Fase Uraian Kegiatan Waktu
1. Tahap
Engagement
(Tahap
Persiapan)
Siswa diberi pertanyaan “bagaimana warna pelangi?
Warna-warna tersebut sambung menyambung atau
terpisah-pisah?”
Mengaitkan jawaban siswa dengan materi yang akan
dibahas, yakni spektrum cahaya yang kontinyu dan
spektrum atom yang diskontinyu, lalu mengaitkannya
dengan teori atom Bohr.
± 10
menit
2. Tahap
Explorasi
(Tahap
Penjelajahan
informasi)
Dengan diskusi kelompok, siswa mengkaji literatur
tentang kelemahan teori atom Bohr dan lahirnya teori
mekanika kuantum.
Guru memberi bimbingan selama siswa berdiskusi
± 30
menit
3. Tahap
Explanation
(Tahap
penjelasan)
Memilih kelompok secara acak untuk menyampaikan
hasil diskusinya di depan kelas.
Kelompok lain menanggapi atau menambahkan
penjelasan temannya tersebut sehingga terjadi diskusi
aktif.
Guru dapat memberi penjelasan tambahan jika terjadi
miskonsepsi.
± 15
menit
4. Tahap
Elaborasi
(Tahap
pengayaan)
Siswa kembali melakukan diskusi dalam kelompoknya
untuk berlatih memecahkan masalah melalui LKS
Selama diskusi, siswa saling bertanya dan menjawab,
saling mengajari untuk menguatkan pemahaman siswa.
Beberapa siswa menuliskan jawaban pekerjaan mereka
dipapan tulis untuk soal-soal yang dianggap sukar.
Siswa lain memberikan tanggapan/pertanyaan tentang
pemecahan masalah yang disajikan temannya.
Guru memberi penjelasan tambahan jika diperlukan.
± 15
menit
5. Tahap
Evaluation
(Tahap
penilaian)
Siswa diberikan soal uji pemahaman
Mengumpulkan jawaban soal uji pemahaman
± 10
menit
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 34
C. Kegiatan Penutup
Fase Uraian Kegiatan Waktu
Penutup
Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan
kesimpulan yang dapat diperoleh dari kegiatan yang
telah dilakukan.
Guru memberikan kesempatan bertanya bila masih ada
materi maupun penjelasan yang belum dimengerti siswa.
Siswa diberikan tugas baca di rumah untuk
pembelajaran berikutnya.
Menutup pembelajaran dan mengucapkan salam
± 10
menit
Pertemuan 3 (2 x 45 menit) Tujuan Pembelajaran
1. Dengan diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menentukan jumlah proton,
elektron dan netron berdasarkan lambang atom.
2. Dengan diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menggunakan prinsip aufbau,
aturan Hund dan azas larangan Pauli untuk menuliskan konfigurasi elektron dan
menggambarkan diagram orbital.
3. Dengan diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menentukan bilangan
kuantum kuantum suatu elektron.
4. Dengan diberikan LKS, siswa menunjukkan ketekunan dan tanggung jawab
dalam belajar baik secara individu maupun kelompok.
5. Siswa dapat bekerja sama, santun dan toleran dalam diskusi kelompok.
Kegiatan Pembelajaran
A. Kegiatan Awal
Langkah
Kegiatan Uraian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
1. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru
berhubungan dengan kondisi, selanjutnya guru
mengabsen siswa.
2. Siswa menerima informasi tujuan dan langkah
pembelajaran yang akan dilaksanakan.
3. Siswa dibagi menjadi beberapa kelompok @ 5 orang
± 10
menit
B. Kegiatan Inti
Fase Uraian Kegiatan Waktu
1. Tahap
Engagement
(Tahap
Persiapan)
Siswa ditanya tentang teori atom Bohr yang telah
dipelajari pada pertemuan sebelumnya
Setelah siswa merespon pertanyaan guru, pertanyaan
dilanjutkan dengan “Bagaimana susunan elektron
menurut Bohr?”
Mengaitkan jawaban siswa dengan materi yang akan
± 10
menit
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 35
Fase Uraian Kegiatan Waktu
dibahas, yakni konfigurasi elektron.
2. Tahap
Explorasi
(Tahap
Penjelajahan
informasi)
Dengan diskusi kelompok, siswa mengkaji literatur
tentang lambang atom dan konfigurasi elektron serta
menggunakannya untuk menentukan konfigurasi
elektron.
Siswa diberikan alat peraga diagram orbital, kemudian
dengan bantuan alat peraga tersebut, menggambarkan
susunan elektron yang mungkin dalam suatu atom.
Guru memberi bimbingan selama siswa bekerja
kelompok.
± 20
menit
3. Tahap
Explanation
(Tahap
penjelasan)
Memilih kelompok secara acak untuk menyampaikan
hasil diskusinya di depan kelas.
Kelompok lain menanggapi atau menambahkan
penjelasan temannya tersebut sehingga terjadi diskusi
aktif. Guru juga dapat memberi penjelasan tambahan
jika terjadi miskonsepsi.
± 15
menit
4. Tahap
Elaborasi
(Tahap
pengayaan)
Siswa kembali melakukan diskusi dalam kelompoknya
untuk berlatih menyelesaikan masalah melalui LKS
Selama diskusi, siswa saling bertanya dan menjawab,
saling mengajari untuk menguatkan pemahaman siswa.
Beberapa siswa menuliskan jawaban pekerjaan mereka
dipapan tulis untuk soal-soal yang dianggap sukar.
Siswa lain memberikan tanggapan/pertanyaan tentang
pemecahan masalah yang disajikan temannya.
Guru memberi penjelasan tambahan jika diperlukan.
± 20
menit
5. Tahap
Evaluation
(Tahap
penilaian)
Guru memberikan soal uji pemahaman pada masing-
masing siswa
Siswa mengerjakan kuis secara individu dalam waktu
yang telah ditentukan.
Siswa engumpulkan jawaban soal uji pemahaman
± 10
menit
C. Kegiatan Penutup
Fase Uraian Kegiatan Waktu
Penutup
Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan
kesimpulan yang dapat diperoleh dari kegiatan yang
telah dilakukan.
Guru memberikan kesempatan bertanya bila masih ada
materi maupun penjelasan yang belum dimengerti siswa.
Siswa diberikan tugas baca di rumah untuk
± 10
menit
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 36
Fase Uraian Kegiatan Waktu
pembelajaran berikutnya.
Menutup pembelajaran dan mengucapkan salam
LEMBAR KERJA SISWA Pertemuan 1
Diskusikanlah pertanyaan-pertanyaan berikut ini secara berkelompok. Pemahaman tiap
anggota kelompok sangat menentukan keberhasilan kelompok pada saat game:
1. Dalton membuat model bahwa atom berbentuk seperti bola. Penemuan tentang
sinar katoda menunjukkan bahwa model atom Dalton tidak tepat. Jelaskan
fenomena sinar katoda yang terjadi pada penelitian Crookes!
2. Kesimpulan apa yang diambil oleh Thomson berdasarkan atas hasil percobaan
Crookes tentang sinar katoda?
3. Penelitian Rutherford menunjukkan bahwa sebagian besar partikel alfa yang
ditembakkan pada lempeng emas sebagian besarnya lewat tanpa mengalami
pembelokkan/hambatan, sebagian kecil dibelokkan, dan hanya sedikit sekali yang
dipantulkan. Bagaimana Rutherford menjelaskan fenomena ini?
4. Jelaskan kelemahan dari teori atom yang dikemukakan oleh Rutherford!
5. Bagaimanakah Bohr menjelaskan fenomena spektrum atom hidrogen yang berupa
spektrum garis?
6. Jelaskan kelemahan teori atom menurut Bohr!
7. Sebutkan partikel dasar penyusun atom beserta sifat-sifatnya!
Pertemuan 2
1. Berapakah bilangan kuantum azimut ( l ) yang mungkin untuk elektron yang
mempunyai nilai n = 3?
2. Berapakah bilangan kuantum magnetik ( m ) yang mungkin untuk elektron yang
memiliki nilai l = 3?
3. Berapa harga bilangan kuantum azimut untuk orbital berikut :
a. orbital s b. orbital p c. orbital d d. orbital f
4. Berapa harga bilangan kuantum maknetik yang mungkin untuk orbital berikut:
a. orbital s b. orbital p c. orbital d d. orbital f
5. Berapa elektron maksimum yang dapat menempati orbital berikut:
a. orbital s b. orbital p c. orbital d d. orbital f
Pertemuan 3
1. Tentukan konfigurasi elektron menurut Bohr untuk atom-atom berikut :
a. 4Be b. 15P c. 35Br
2. Dengan memperhatikan aturan aufbau dan Hund, gambarkan diagram orbital untuk
unsur :
a. 8O b. 16S c. 19K d. 21Sc e. 25Mn
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 37
3. Tentukan keempat bilangan kuantum yang mungkin dari elektron terakhir pada
atom berikut :
a. Al (nomor atom 13)
b. S (nomor atom 16)
c. Ni (nomor atom 28)
ALAT PERAGA MODEL ATOM
DESKRIPSI Alat peraga model atom berfungsi untuk menfisualisasi model atom yang
dikemukakan oleh Dalton, Thomson dan Rutherford yang bersifat abstrak. Dengan
visualisasi model atom, siswa diharapkan lebih mudah memahami perbedaan,
kelebihan dan kelemahan masing-masing model atom tersebut. Menurut Dalton, atom
berbentuk seperti bola, menurut Thomson, atom merupakan suatu bola pejal
bermuatan positif yang permukaannya terdapat elektron (bermuatan negatif) yang
menyebar di permukaan bola tersebut, sedangkan menurut Rutherford atom terdiri
dari inti atom yang disekitarnya beredar elektron mengitari inti atom tersebut. Antara
inti atom dan elektron adalah ruang kosong. Alat peraga model atom dibuat untuk
menggambarkan ketiga model atom tersebut.
ALAT DAN BAHAN ALAT PERAGA MODEL ATOM Alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat alat peraga model atom adalah sebagai
berikut:
Dua buah bola plastik
Kertas berwarna
Selotip warna
Kawat kecil
Plastisin
LANGKAH- LANGKAH PEMBUATAN ALAT PERAGA MODEL ATOM Berikut ini adalah salah satu alternatif langkah-langkah pembuatan alat peraga model
atom:
1. Model atom Dalton hanya berupa bola
2. Model atom Thomson dibuat dari bola yang permukaannya ditempel dengan
potongan-potongan selotip warna secara random/acak.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 38
Gambar alat peraga model atom Thomson
3. Model atom Rutherford dibuat dengan langkah-langkah berikut:
- Buat lingkaran dengan kawat yang panjangnya ± 70 cm sebanyak 3 buah.
- Rekatkan masing-masing sisi kawat satu sama lain dengan isolasi berselang
seling sehingga secara utuh tampak berbentuk bola besar. Lingkaran kawat
ini menggambarkan lintasan elektron.
- Lekatkan plastisin yang telah dibentuk bulat pada masing-masing lingkaran
kawat tersebut. Plastisin ini menggambarkan elektron.
- Potong kawat dengan ukuran ½ kali diameter ligkaran dan ujungnya
dilekatkan 3 buah bulatan plastisin. Plastisin pada kawat ini menggambarkan
3 buah proton.
- Lekatkan ujung kawat tersebut pada salah satu simpul lingkaran kawat.
Gambar alat peraga model atom Rutherfort
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 39
CARA MENGGUNAKAN ALAT PERAGA MODEL ATOM Alat peraga model atom digunakan untuk menvisualisasikan model atom yang
bersifat abstrak hingga lebih mudah dipahami oleh siswa. Dengan jalan mengamati alat
peraga model atom menurut Dalton, Thomson, dan Rutherfort tersebut siswa diminta
menggambarkan dan memberikan deskripsi bagian-bagian atomnya.
ALAT PERAGA DIAGRAM ORBITAL
DESKRIPSI Alat peraga diagram orbital berfungsi untuk membantu siswa dalam memahami
posisi dan arah rotasi dalam elektron dalam orbital suatu atom. Alat peraga diagram
orbital juga berfungsi untuk menghindari miskonsepsi yang selama ini terjadi. Perlu
diingat bahwa dalam “satu set” seperti orbital p yang terdiri atas 3 orbital memiliki
energi yang sama/setingkat (tergenerate), sehingga elektron dapat berada dalam kotak
manapun, tidak harus berurut px – py – pz dan juga tidak harus urut harga bilangan
kuantum magnetiknya, -1, 0, +1 atau sebaliknya, sebab numerik ini bukan besaran
melainkan “lambang” m yang melukiskan variasi orientasi dalam ruang. Demikian juga
arah spin elektron, untuk elektron tidak berpasangan boleh ↑ (s = +½) atau ↓ (s = -½),
tetapi harus searah dalam satu set orbital (sesuai aturan Hund), sebab jika tidak paralel
akan menghasilkan energi total yang lebih tinggi.
Dalam alat peraga ini, rrbital digambarkan sebagai kotak sesuai konfigurasi dan
jumlah orbital tiap subkulit atomnya, sedangkan elektron digambarkan dengan batang
korek api, dimana arah kepala korek api ke atas menggambarkan arah rotasi elektron
searah jarum jam (harga bilanagn kuantum spin, s = + ½ ) dan arah kepala korek api ke
bawah menggambarkan arah rotasi elektron berlawanan arah jarum jam (harga
bilanagn kuantum spin, s = - ½ )
ALAT DAN BAHAN ALAT PERAGA DIAGRAM ORBITAL Alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat alat peraga diagram orbital adalah
sebagai berikut:
Kertas sampul ukuran F4
Batang korek api
LANGKAH_ LANGKAH PEMBUATAN ALAT PERAGA DIAGRAM ORBITAL Berikut ini adalah salah satu alternatif langkah-langkah pembuatan alat peraga diagram
orbital:
7. Dibuat diagram orbital sesuai urutan konfigurasi sesuai azaz aufbau: 1s 2s 2p 3s
3p 4s 3d 4p dan seterusnya pada kertas sampul F4. Diagram orbital berupa
kotak ukuran 5 x 2,5 cm, dapat dibuat secara komputerisasi ataupun manual.
Contoh:
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 40
8. Batang korek api digunakan untuk menggambarkan elektron.
9. Alat peraga siap digunakan.
CARA MENGGUNAKAN ALAT PERAGA DIAGRAM ORBITAL - Masing-masing siswa dalam kelompok diberi satu lembar diagram orbital dan
batang korek api sebagai gambaran elektron.
- Tiap kelompok diberikan 2 lambang yang konfigurasinya berakhir pada periode
4. Kemudian siswa menentukan konfigurasi elektronnya
Contoh:
6C : 1s2 2s2 2p2
Maka, kemungkinan posisi elektron dalam diagaram orbitalnya adalah:
- Siswa meletakkan elektron (batang korek api) sesuai dengan kemungkinan
posisi dan rotasi elektron pada orbital.
Contoh:
Untuk 6C : 1s2 2s2 2p2, salah satu kemungkinan posisi elektron dalam
diagaram orbitalnya adalah:
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 41
Siswa bereksplorasi untuk mencari kemungkinan posisi dan rotasi elektron
dalam orbital sesuai dengan azas aufbau.
- Siswa menggambarkan seluruh kemungkinan posisi dan rotasi elektron dalam
digaram orbital.
Untuk 6C : 1s2 2s2 2p2, semua kemungkinan diagram orbitalnya adalah:
DAFTAR PUSTAKA Ari Harnanto, Ruminten, 2009, Kimia untuk SMA dan MA kelas X, Pusat Pembukuan
Departemen Pendidikan Nasional.
Arifatun Anifah Setyawati, 2009, Kimia Mengkaji Fenomena Alam, Pusat Pembukuan
Departemen Pendidikan Nasional.
Brady, James E., 1998, General Chemistry Principles and Structure (Alih Bahasa:
Sukmariah dkk., 1999, Kimia Universitas Asas dan Struktru), Binarupa
Aksara, Jakarta.
Holland, Julian, at al., 2000, The Kingfisher Science Encyclopedia (Alih Bahasa:
Sudarmono, dkk., 2005, Ensiklopedia Iptek), Lentera Abadi, Jakarta
Silberman, Melvin L., 1996, Active Learning 101 Strategies to Teach Any Subject (Alih
bahasa: Sarjuli dkk., 2009, Active Learning 101 Strategi Pembelajaran Aktif),
Pustaka Insan Madani, Yogyakarta.
Soedjono, 2004, Evaluasi mandiri Kimia SMA, Erlangga, Jakarta
Sumarjono, Buku Pintar UN Kimia SMA, Media Pusindo, Jakarta
http://coe.ilstu.edu/scienceed/lorsbach/257 lrcy.htm
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 42
SISTEM PERIODIK UNSUR
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar
Dalam pembelajaran ini, siswa akan memiliki kemampuan untuk:
1. Menganalisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital untuk
menentukan letak unsur dalam tabel periodik dan sifat-sifat periodik unsur.
2. Menyajikan hasil analisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital
untuk menentukan letak unsur dalam tabel periodik dan sifat-sifat periodik
unsur.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 43
Pengalaman Belajar
Melalui pembelajaran materi perkembangan model atom, siswa akan memperoleh
pengalaman belajar:
1. menemukan hubungan konfigurasi elektron suatu atom dengan letaknya dalam
Tabel Periodik Unsur.
2. menemukan keteraturan letak unsur pada Tabel Periodik Unsur berdasrkan
jumlah elektron valensi dan kulit valensi (bilangan kuantum utama terbesar)
3. mengembangkan sikap sosial, semangat kerja sama serta tanggung jawab dalam
memecahkan masalah secara rasional melalui kegiatan belajar kelompok.
4. membina hubungan yang baik dan mendorong timbulnya semangat tim.
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa dalam mempelajari perkembangan model atom
ini dibuat berdasarkan model pembelajaran Teams Games Tournaments ( TGT ) yang
sintaknya adalah:
1. Penyajian Kelas
Pada awal pembelajaran guru menyampaikan tujuan pembelajaran. Selanjutnya
pembelajaran dilakukan dengan penyajian kelas dengan pengajaran langsung
atau dengan ceramah, diskusi, mengkaji literatur dengan dibimbing guru. Pada
saat penyajian kelas ini, siswa harus benar-benar memperhatikan dan
memahami materi yang diberikan guru, karena akan membantu siswa bekerja
lebih baik pada saat kerja kelompok dan pada saat game karena skor game akan
menentukan skor kelompok.
2. Diskusi Kelompok (Team)
Kelompok biasanya terdiri atas 4 - 5 orang siswa. Fungsi kelompok adalah untuk
lebih mendalami materi bersama teman kelompoknya dan lebih khusus untuk
mempersiapkan anggota kelompok agar bekerja dengan baik dan optimal pada
saat game. Pada tahapan ini, siswa saling berdiskusi, memberi arahan, bertukar
pendapat untuk menguatkan pemahaman atas materi pembelajaran. Sebagai
panduan diskusi, guru dapat menyiapkan Lembar Kerja Siswa.
3. Turnamen
Pada tahap ini, siswa memainkan pertandingan akademik dalam regu yang
berkemampuan homogen, masing-masing meja turnamen berisi 4-5 anggota.
Game terdiri atas pertanyaan-pertanyaan yang dirancang untuk menguji
pengetahuan yang didapat siswa dari penyajian kelas dan belajar kelompok.
Kebanyakan game terdiri dari pertanyaan-pertanyaan sederhana bernomor.
Siswa memilih kartu bernomor dan mencoba menjawab pertanyaan yang sesuai
dengan nomor itu. Siswa yang menjawab benar pertanyaan itu akan
mendapatkan skor.
4. Penghargaan Kelompok
Pada tahap ini, guru mengumumkan kelompok yang menang, masing-masing
team akan mendapat penghargaan atau hadiah apabila rata-rata skor memenuhi
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 44
kriteria yang ditentukan. Skor kelompok dihitung berdasarkan skor anggota
kelompok turnamen.
MATERI
TABEL PERIODIK UNSUR Sistem Periodik Unsur (SPU) adalah sistem pengelompokan atau
pengklasifikasian atom-atom yang memiliki kesamaan ciri dan sifat, baik secara fisika
maupun kimia. Beberapa upaya mengklasifikasikan unsur telah dilakukan oleh para
ahli, diantaranya:
1. Triade Dobereiner
Menurut Dobereiner (1929), unsur-unsur yang memiliki sifat
yang mirip, mempunyai keteraturan dimana massa atom unsur
ke dua sama dengan setengah dari jumlah massa atom unsur
pertama dan unsur ke tiga.
2. Hukum Oktaf Newlands
Menurut Newlands, ketika unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan massa
atomnya, maka setiap pengulangan delapan unsur akan terdapat kemiripan
sifat. Artinya unsur pertama mirip dengan unsur ke delapan, unsur kedua mirip
dengan unsur ke sembilan dan seterusnya. Hukum ini dikenal dengan “Hukum
Oktaf”.
Unsur Massa
atom Unsur
Massa
atom
Litium (Li) 7 (Be) 9
Natrium (Na) 23 Magnesium (Mg) 24,3
Kalium (K) 39 Kalsium 40
H F Cl Co,
Ni Br Pd I Pt, Ir
Li Na K Cu Rb Ag Cs Ti
Be Mg Ca Zn Sr Cd Ba, V Pb
B Al Sr Y Ce, La U Ta Th
C Si Ti In Zn Sn W Hg
N P Mn As Di, Mo Sb Nb Bi
O S Fe Se Ro, Ru Te Au Os
Johann Wolfgang Dobereiner
Sumber : wikipedia
John Alexander Reina Newlands
Sumber: wikipedia
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 45
Hukum oktaf ini mempunyai kelemahan karena hanya berlaku untuk unsur-unsur
ringan. Jika diteruskan, ternyata kemiripan sifat terlalu dipaksakan. Misalnya, Zn
mempunyai sifat yang cukup berbeda dengan Be, Mg, dan Ca.
3. Tabel Periodik Unsur Menurut Mendeleev
Mendeleev (biasa juga ditulis Mendeleyev) menemukan bahwa
bila unsur-unsur disusun berdasarkankenaikan nomor
atomnya, maka sifat-sifatnya akan berulang secara
periodik. Mendeleev meletakkan beberapa unsur yang
menyimpang dari aturan urutan massa atom agar unsur-unsur
tersebut cocok dengan sifat-sifat tetangganya dalam tabel.
Kelebihan SPU Mendeleev:
1. Pengelompokkan memiliki nomor atom dan sifat-sifat
yang lebih akurat.
2. Pengelompokan Mendeleev mampu memprediksi sifat-
sifat unsur yang belum ditemukan.
Kelemahan sistem ini adalah penempatan beberapa unsur tidak
sesuai dengan kenaikan massa atom relatifnya.
4. Tabel Periodik Unsur Modern
Henry G. J. Moseley (1887–1915) menemukan bahwa jika
unsur-unsur disusun berdasarkan kenaikan nomor
atomnya, maka sifat-sifatnya akan berulang secara
periodik. Atas dasar tersebut, Moseley kemudian
mengembangkan Tabel Periodik Unsur modern yang
merupakan penyempurnaan dari sistem periodik Mendeleev.
Henry Gwyn Jeffreys
Moseley
Sumber: wikipedia
Dmitri Ivanovich
Mendeleev
Sumber: wikipedia
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 46
Tabel Periodik Unsur Modern
Kolom/lajur vertikal dalam TPU modern disebut golongan yang disusun
menurut kemiripan sifat kimia yang sangat ditentukan oleh jumlah elektron valensi
dari unsur tersebut. Sedangkan baris/kolom horizontal disebut periode yang disusun
menurut kenaikan nomor atom. Terdapat dua model penomoran golongan dalam TPU
modern, model IUPAC dan model Amerika. Model IUPAC membagi golongan unsur
menjadi 18 golongan (1 – 18), sedangkan model Amerika membagi golongan menjadi
golongan A (I-VIIIA) dan Golongan B (I-VIIIB). Di Indonesia, model Amerika lebih
banyak digunakan daripada model IUPAC sehingga pada materi ini akan lebih banyak
dipelajari SPU modern model Amerika.
Golongan A sering disebut sebagai golongan utama. Sedangkan golongan B
sering disebut sebagai golongan transisi. Golongan transisi pada IIIB periode 6 dan
periode 7 terdapat unsur lantanida dan aktinida yang disebut unsur transisi dalam.
Berdasarkan jenis orbital yang ditempati elektron terakhir, unsur-unsur dalam SPU
dibedakan menjadi:
1. Blok s : Elektron terakhir pada orbital ns
Golongan IA (Alkali) dan IIA (Alkali Tanah)
2. Blok p : Elektron terakhir pada orbital ns np
Golongan IIIA sampai VIIIA
3. Blok d : Elektron terakhir pada orbital (n-1)d ns
Golongan IIIB sampai IIB, disebut unsur transisi
4. Blok f : Elektron telah ada yang menempati orbital f
Golongan Lantanida dan Aktinida, disebut unsur transisi dalam
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 47
1. Golongan
Letak golongan unsur dalam SPU modern ditentukan oleh jumlah elektron valensi.
Golongan A = Blok s : elektron valensi berada pada orbital ns
Blok p : elektron valensi berada pada orbital ns np
Golongan B = Blok d : elektron valensi berada pada orbital (n-1)d ns
Golongan Lantanida dan Aktinida = Blok f (Belum dibahas pada kelas X)
Aturan Khusus Golongan B
a. Untuk elektron valensi berjumlah 8, dan 10, masuk pada golongan VIII-B
b. Untuk elektron valensi berjumlah 11, masuk golongan I-B
c. Untuk elektron valensi berjumlah 12, masuk golongan II-B
2. Periode
Periode unsur ditentukan oleh kulit valensi (bilangan kuantum utama (n)
terbesar)
Contoh :
11Na : 1s2 2s2 2p6 3s1
Elektron valensi pada 3s (ns) berjumlah 1 = Golongan IA
Bilangan n terbesar 3 = Periode 3
31Ga : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1
Elektron valensi pada 4s 4p (ns np) berjumlah 3 = Golongan IIIA
Bilangan n terbesar 4 = Periode 4
26Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Elektron valensi pada 3d 4s ((n-1)d ns) berjumlah 7 = Golongan VIIIB
Bilangan n terbesar 4 = Periode 4
45Rh : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d7 5s2
Elektron valensi pada 5s 4d (ns (n-1)d) berjumlah 9 = Golongan VIIIB
Bilangan n terbesar 5 = Periode 5
29Cu : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10
Elektron valensi pada 3d 4s ((n-1)d ns) berjumlah 11 = Golongan IB
Bilangan n terbesar 4 = Periode 4
Sistem Periodik Unsur didasarkan pada jumlah elektron pada atom netral.
Jika yang diketahui konfigurasi ion, maka harus ditentukan terlebih dahulu
konfigurasi elektron dalam bentuk atom netralnya (unsur)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 48
Contoh :
Konfigurasi elektron ion O2- : 1s2 2s2 2p6. Tentukan letak atom O dalam SPU!
Konfigurasi ion O2- : 1s2 2s2 2p6 ( jumlah elektron = 10)
Maka atom O (netral) memiliki 8 elektron.
Konfigurasi elektron atom O : 1s2 2s2 2p4, terletak pada golongan VIA Periode 2.
SIFAT PERIODIK UNSUR Mendeleyev telah mengemukakan bahwa bila unsur-unsur disusun berdasarkan
kenaikan nomor atomnya, maka sifat-sifatnya akan berulang secara periodik. Sifat-sifat
ini, misalnya yang berkaitan dengan jari-jari atomik, energi ionisasi, afinitas elektron,
dan elektronegativitas.
1. Jari-Jari Atom
Secara sederhana jari-jari atom dapat didefinisakan jarak dari inti atom sampai
kulit terluar. Untuk mempelajari keteraturan jari-jari atom dalam satu golongan
mari kita ambil contoh unsur-unsur golongan IA (alkali).
Golongan IA (Alkali) : Li Na K Rb Cs Fr
Jari-jari/pm : 134 154 196 216 235 -
Jari-jari atom untuk beberapa unsur
Unsur-unsur yang segolongan, jari-
jari atom makin ke bawah makin
besar sebab jumlah kulit yang dimiliki
atom makin banyak sehingga kulit
terluar makin jauh dari inti atom. Untuk
mempelajari keteraturan jari-jari atom
dalam satu periode mari kita ambil
contoh unsur-unsur periode 2.
Periode 2 : Li Be B C N O F Ne
Jari-jari/pm : 134 91 82 77 74 70 68 -
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 49
Unsur-unsur yang seperiode, jari-jari atom makin ke kanan makin kecil.
Dalam satu periode, semakin ke kanan jumlah proton dalam inti atom semakin
banyak yang menyebabkan gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin kuat.
Akibatnya, elektron-elektron tertarik lebih dekat ke arah inti atom sehingga jari-jari
atom makin kecil.
Bandingkan atom 19K, 20Ca, dan 31Ga. Dalam
inti atom K terdapat 19 proton, Ca 20 proton
dan Ga 31 proton. Gaya tarik inti atom Ga
terhadap elektronnya lebih kuat
dibandingkan pada Ca dan K.
Gaya tarik inti atom yang kuat menyebabkan elektron tertarik ke arah dalam
(memampat ke arah dalam). Akibatnya jari-jari atom Ga < Ca < K.
2. Energi Ionisasi/Potensial Ionisasi
Potensial Ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan oleh suatu atom netral
atau ion untuk melepas 1 buah elektron yang terikat paling luar dalam fase gas.
Energi ionisasi dinyatakan dalam kJ mol–1. Semakin kecil jari-jari atom, potensial
ionisasinya cenderung semakin besar. Hal ini karena semakin kecil jari-jari
atom, akan semakin kuat suatu elektron ditarik oleh inti atom sehingga diperlukan
energi yang lebih besar untuk melepaskan elektron tersebut.
Hubungan energi ionisasi dengan nomor atom
Sumber: Wikipedia
Ada beberapa perkecualian yang perlu diperhatikan. Golongan IIA, VA, dan VIIIA
ternyata mempunyai energi ionisasi yang sangat besar, bahkan lebih besar dari
pada energi ionisasi unsur di sebelah kanannya, yaitu IIIA dan VIA. Hal ini terjadi
karena unsur-unsur golongan IIA, VA, dan VIIIA mempunyai konfigurasi elektron
yang relatif stabil, sehingga elektron sukar dilepaskan.
3. Afinitas Elektron
Afinitas elektron adalah energi yang dilepas atau diserap ketika satu elektron
ditambahkan ke dalam atom dalam fase gas. Afinitas elektron juga dinyatakan
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 50
dalam kJ mol–1. Jika suatu elektron telah ditambahkan ke dalam atom, maka untuk
menambahkan elektron berikutnya akan semakin sulit karena tambahan elektron
kedua dan seterusnya akan mendapat tolakan dari elektron sebelumnya.
M(g) + e M-(g) .......... Ea(1)
M- (g) + e M2- (g) .......... Ea(2) (Lebih sulit terjadi)
H
- 73
He
48
Li
- 60
Be
48
B
- 27
C
-122
N
7
O
- 141
F
- 328
Ne
116
Na
- 53
Mg
39
Al
- 42
Si
- 134
P
- 72
S
- 200
Cl
- 349
Ar
96
K
- 48
Ca
29
Ga
- 29
Ge
- 116
As
- 78
Se
- 195
Br
- 325
Kr
96
Rb
- 47
Sr
29
In
- 29
Sn
- 116
Sb
- 103
Te
- 190
I
- 295
Xe
77
Energi afinitas pertama Unsur-Unsur Golongan Utama
Unsur yang memiliki afinitas elektron bertanda negatif berarti melepas energi
ketika satu elektron ditambahkan kepadanya. Makin negatif nilai afinitas elektron,
maka makin besar kecenderungan unsur tersebut dalam menyerap elektron
(kecenderungan membentuk ion negatif semakin besar). Sedangkan afinitas
elektron bertanda positif menunjukkan atom memerlukan energi untuk
menangkap elektron.
4. Keelektronegatifan/Elektronegatifitas
Menurut Pauling, keelektronegatifan atau elektronegatifitas adalah kemampuan
suatu atom untuk menarik elektron dalam ikatannya ketika atom-atom tersebut
membentuk ikatan.
Nilai Elektronegatifitas Unsur-Unsur
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 51
Semakin kecil jari-jari atom, semakin besar keelektronegatifannya. Hal ini
karena semakin kecil suatu atom maka gaya tarik inti atom terhadap elektron
semakin besar sehingga atom tersebut akan semakin mudah menarik elektron.
5. Sifat Logam
Secara kimia, sifat logam dikaitkan dengan keelektronegatifan dan nergi ionisasi.
Ditinjau dari konfigurasi elektron, unsur-unsur logam cenderung melepaskan
elektron (memiliki energi ionisasiyang kecil), sedangkan unsur-unsur bukan logam
cenderung menangkap elektron (memiliki keelektronegatifan yang besar). Sesuai
dengan kecenderungan energi ionisasi dan keelektronegatifan tersebut,maka sifat
logam-nonlogam dalam periodik unsur adalah:
Dari kiri ke kanan dalam satu periode, sifat logam berkurang, sedangkan sifat
nonlogam bertambah.
Dari atas ke bawah dalam satu golongan, sifat logam bertambah, sedangkan
sifat nonlogam berkurang.
6. Titik Leleh dan Titik Didih
Berdasarkan titik leleh dan titik didih dapat disimpulkan sebagai berikut.
Dalam satu periode, titik cair dan titik didih naik dari kiri ke kanan sampai
golongan IVA, kemudian turun drastis. Titik cair dan titik didih terendah
dimiliki oleh unsur golongan VIIIA.
Dalam satu golongan, ternyata ada dua jenis kecenderungan: unsur-unsur
golongan IA–IVA, titik cair dan titik didih makin rendah dari atas ke bawah;
unsur-unsur golongan VA–VIIIA, titik cair dan titik didihnya makin tinggi.
Hubungan Titik Didih Dengan Massa Atom
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 52
CONTOH KEGIATAN PEMBELAJARAN Tujuan Pembelajaran
9. Dengan diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menentukan jumlah elektron
valensi dan jumlah kulit pada suatu atom serta hubungannya dengan letak atom
tersebut dalam TPU.
10. Dengan diberikan LKS melalui diskusi kelompok, siswa dapat menentukan letak
atom dalam TPU berdasarkan jumlah elektron valensi dan jumlah kulit pada
suatu atom.
11. Dengan diberikan LKS, siswa menunjukkan ketekunan dan tanggung jawab
dalam belajar baik secara individu maupun kelompok.
12. Siswa dapat bekerja sama, santun dan toleran dalam diskusi kelompok.
Kegiatan Pembelajaran
Langkah
Kegiatan Uraian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
1. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru
berhubungan dengan kondisi/kabar mereka,
selanjutnya guru mengabsen siswa.
2. Siswa diajak untuk menentukan konfigurasi elektron
suatu atom yang telah dipelajari sebelumnya.
3. Guru mengajukan pertanyaan “apa hubungan
konfigurasi elektron dengan letak atom dalam SPU?”
Pertanyaan tersebut untuk menarik perhatian siswa
dan meningkatkan motivasi siswa dalam belajar.
4. Siswa dikondisikan untuk membentuk kelompok-
kelompok kecil berisi 4-5 orang.
± 10
menit
Kegiatan
Pokok
1. Guru memberikan penjelasan singkat tentang
hubungan konfigurasi elektron suatu atom dengan
letaknya dalam TPU.
2. Dalam kelompoknya, siswa berdiskusi dengan dipandu
LKS dan dibimbing guru untuk menentukan letak
beberapa atom dalam TPU. Selama diskusi, siswa saling
bertukar pendapat, saling mengajari dan memberi
arahan.
3. Setelah diskusi kelompok dirasa cukup, dilakukan
turnamen, dengan langkah-langkah berikut:
Siswa duduk sesuai kelompoknya
Masing-masing peserta mengambil nomor undian,
yakni 1, 2, 3 dan seterusnya sesuai jumlah anggota
pada tiap kelompok.
Guru menyiapkan dan membagikan set kartu atom
± 70
menit
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 53
Langkah
Kegiatan Uraian Kegiatan Waktu
pada tiap kelompok. Satu set berisi 7 kartu yang
masing-masing di dalamnya tertera lambang atom
yang berbeda-beda.
Guru akan menyebutkan satu nomor undian,
misalkan 1, maka siswa dari semua kelompok yang
memegang undian 1 mengambil salah satu kartu
pada set kartu yang ada pada kelompoknya, beradu
cepat menyelesaikan konfigurasi elektron atom
yang terdapat dalam kartu, menentukan letaknya
dalam TPU, dan beradu cepat untuk
menempelkannya pada papan TPU yang telah
disediakan.
Skor didasarkan atas kecepatan menempel kartu
dan kebenaran jawaban.
Jika jumlah kelompok ada 5, skor 5 = paling cepat
menempelkan kartu pada papan TPU, skor 4 =
tercepat kedua, skor 3 = tercepat ketiga , skor 2
tercepat ke 4, dan skor 1 = yang paling lambat
menempelkan kartu.
Jawaban konfigurasi elektron benar diberi skor 1
Meletakkan kartu sesuai golongan dan periodenya
diberi skor 1.
Permainan dilanjutkan pada undian dua, tiga dan
seterusnya. Penyebutan nomor undian lebih baik
secara acak.
Hal itu terus dilakukan sebanyak siswa dalam tiap
kelompok
4. Pemberian penghargaan kelompok.
Penutup
1. Siswa dan guru secara bersama-sama menarik
kesimpulan.
2. Guru memberikan kesempatan bertanya bila masih ada
materi maupun penjelasan yang belum dimengerti
siswa.
3. Siswa diberikan tugas baca di rumah untuk
pembelajaran berikutnya atau diberikan PR.
± 10
menit
LEMBAR KERJA SISWA Diskusikan pertanyaan-pertanyaan berikut ini secara berkelompok. Setiap anggota
kelompok harus saling bertukar pendapat dan saling mengajari satu sama lain, karena
pemahaman tiap anggota kelompok sangat menentukan keberhasilan kelompok pada saat
game:
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 54
1. Tentukan jumlah konvigurasi elektron dan kulit valensi dari atom-atom berikut:
a. 13Al c. 15P e. 17Cl
b. 26Fe d. 29Cu f. 20Ca
2. Tentukan letak atom berikut ini dalam sistem periodik unsur modern!
a. 34Se c. 12 Mg e. 19K g. 35Br i. 38Sr
b. 24Cr d. 16S f. 26Fe h. 29Cu j. 46Pd
DESKRIPSI ALAT PERAGA Alat peraga ini berupa tabel periodik unsur. Alat ini berfungsi untuk
mempermudah siswa dalam memahami penentuan letak golongan dan periode suatu
atom dalam tabel periodik unsur. Dalam turnamen, tabel periodik unsur digunakan
secara bersama dengan kartu atom. Guru akan menyebutkan satu nomor undian,
misalkan 1, maka siswa dari semua kelompok yang memegang undian 1 mengambil
salah satu kartu pada set kartu yang ada pada kelompoknya, beradu cepat
menyelesaikan konfigurasi elektron atom yang terdapat dalam kartu, menentukan
letaknya dalam TPU, dan beradu cepat untuk menempelkannya pada papan TPU yang
telah disediakan.
ALAT DAN BAHAN Alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat alat peraga Tabel Periodik Unsur
adalah sebagai berikut:
Kertas baliho ukuran 200 x 135 cm
Kertas sampul ukuran F4
Dobel tip untuk menempelkan kartu atom pada papan TPU
Nomor undian siswa 1, 2, 3, 4, dan 5, dibuat sesuai jumlah kelompok dan
jumlah siswa dalam kelompok.
LANGKAH- LANGKAH PEMBUATAN ALAT PERAGA Peraga Untuk Diskusi Kelas
Berikut ini adalah salah satu alternatif langkah-langkah pembuatan alat peraga Tabel
Periodik Unsur yang digunakan dalam diskusi kelas:
5. Buat TPU modern menggunakan program adobe photoshop ukuran 200 x 135
cm. Untuk memudahkan siswa, diberi keterangan golongan sesuai model IUPAC
dan model Amerika serta keterangan periodenya.
6. Cetak TPU modern dengan kertas baliho ukuran 200 x 135 cm.
7. TPU siap digunakan
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 55
Contoh alat peraga TPU untuk diskusi kelas
Peraga Untuk Turnamen
Berikut ini adalah salah satu alternatif langkah-langkah pembuatan alat peraga Tabel
Periodik Unsur yang digunakan dalam turnamen:
1. Nomor undian siswa 1, 2, 3, 4, dan 5, dibuat dari kertas folio berukuran sekitar 3
x 5 cm.
Contoh :
Dibuat sejumlah siswa dan jumlah kelompok.
2. Kartu atom dibuat dari kertas sampul berwarna berukuran 9 x 11 cm.
Didalamnya ditulis lambang atom dan nomor atomnya.
Contoh :
Set kartu yang masing-masing berisi 7 kartu atom
1 2 3 4 5
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 56
3. Papan untuk menempelkan kartu atom dibuat dari kertas baliho berukuran 200
x 135 cm.
Contoh:
Papan TPU untuk menenmpel kartu atom pada saat turnamen
CARA MENGGUNAKAN ALAT PERAGA Peraga Untuk Diskusi Kelas
Peraga TPU untuk diskusi kelas digunakan sebagai media untuk menjelaskan cara
penentuan letak atom dalam TPU tersebut.
Peraga Untuk Turnamen
- Masing-masing siswa dalam kelompok diberikan nomor undian 1, 2, 3, 4, dan 5.
- Tiap kelompok diberikan satu set kartu yang masing-masing berisi 7 kartu atom.
Komposisi kartu tiap set harus merata baik kompleksitas konfigurasi
elektronnya, letak golongan maupun periodenya. Misalnya dari satu set kartu
tersebut terdiri dari :
1 kartu golongan IIA periode 5
1 kartu golongan IIIA periode 4
1 kartu golongan VIA periode 5
1 kartu golongan VII periode 4
1 kartu golongan IIB periode 4
1 kartu golongan IVB periode 5
1 kartu golngan VIIB periode 5
- Guru akan menyebutkan satu nomor undian, misalkan 1, maka siswa dari semua
kelompok yang memegang undian 1 mengambil salah satu kartu pada set kartu
yang ada pada kelompoknya, beradu cepat menyelesaikan konfigurasi elektron
atom yang terdapat dalam kartu, menentukan letaknya dalam TPU, dan beradu
cepat untuk menempelkannya pada papan TPU yang telah disediakan.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 57
- Skor didasarkan atas kecepatan menempel kartu dan kebenaran jawaban.
Jika jumlah kelompok ada 5, skor 5 = paling cepat menempelkan kartu pada
papan TPU, skor 4 = tercepat kedua, skor 3 = tercepat ketiga , skor 2
tercepat ke 4, dan skor 1 = yang paling lambat menempelkan kartu.
Jawaban konfigurasi elektron benar diberi skor 1
Meletakkan kartu sesuai golongan dan periodenya diberi skor 1.
- Permainan dilanjutkan pada undian dua, tiga dan seterusnya. Penyebutan nomor
undian lebih baik secara acak.
- Hal itu terus dilakukan sebanyak siswa dalam tiap kelompok.
DAFTAR PUSTAKA Ari Harnanto, Ruminten, 2009, Kimia untuk SMA dan MA kelas X, Pusat Pembukuan
Departemen Pendidikan Nasional.
Arifatun Anifah Setyawati, 2009, Kimia Mengkaji Fenomena Alam, Pusat Pembukuan
Departemen Pendidikan Nasional.
Brady, James E., 1998, General Chemistry Principles and Structure (Alih Bahasa:
Sukmariah dkk., 1999, Kimia Universitas Asas dan Struktru), Binarupa
Aksara, Jakarta.
Holland, Julian, at al., 2000, The Kingfisher Science Encyclopedia (Alih Bahasa:
Sudarmono, dkk., 2005, Ensiklopedia Iptek), Lentera Abadi, Jakarta
Silberman, Melvin L., 1996, Active Learning 101 Strategies to Teach Any Subject (Alih
bahasa: Sarjuli dkk., 2009, Active Learning 101 Strategi Pembelajaran Aktif),
Pustaka Insan Madani, Yogyakarta.
Soedjono, 2004, Evaluasi mandiri Kimia SMA, Erlangga, Jakarta
Sumarjono, Buku Pintar UN Kimia SMA, Media Pusindo, Jakarta
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 58
IKATAN KIMIA
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_x/ikatan-ion/
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar Dalam pembelajaran ini, siswa akan memiliki kemampuan:
1. Membandingkan proses pembentukan ikatan ion, ikatan kovalen, ikatan kovalen
koordinasi dan ikatan logam serta interaksi antar partikel (atom, ion, molekul)
materi dan hubungannya dengan sifat fisik materi.
2. Mengolah dan menganalisis perbandingan proses pembentukan ikatan ion,
ikatan kovalen, ikatan kovalen koordinasi, dan ikatan logam serta interaksi antar
partikel (atom, ion, molekul) materi dan hubungannya dengan sifat fisik materi.
Pengalaman Belajar Melalui pembelajaran ikatan kimia, siswa akan memperoleh pengalaman belajar:
1. Menemukan konsep pembentukan ikatan ion dan ikatan kovalen.
2. Membandingkan proses terbentuknya ikatan ion dan ikatan kovalen.
3. Berkolaborasi menentukan jenis ikatan pada senyawa tertentu.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 59
4. Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa pada pembelajaran bentuk molekul ini
dibuat berdasarkan kepada 5E Model, yaitu:
5. engagement
aktivitas pembelajaran pada tahapan ini bertujuan untuk mendapatkan
perhatian penuh dari siswa, menstimulasi cara berpikir mereka dan meberikan
apersepsi pada siswa agar mereka mengingat kembali materi prasyarat.
6. Exploration
Pada tahapan ini, siswa diberikan cukup waktu untuk berpikir, mebuat rencana
untuk menyelesaikan masalah, menginvestigasi dan menyusun semua informasi
yang ada. Contohnya adalah siswa melakukan eksperimen-eksperimen alat
peraga.
7. Explanation
Dalam tahapan ini, siswa dilibatkan secara penuh dalam menganalisis hasil
eksplorasi yang telah mereka lakukan, lalu mereka mengkomunikasikan
beberapa temuan yang mereka peroleh.
8. Elaboration
Selanjutnya siswa diberikan kesempatan untuk menajamkan dan memperluas
pemahaman mereka.
9. Evaluation
Tahap evaluasi sebenarnya bisa dilakukan pada keempat tahapan di atas, guru
mengecek jalannya pembelajaran dan hasil yang diperoleh siswa, apakah tujuan
pembelajaran telah tercapai atau belum.
MATERI IKATAN ION DAN, IKATAN KOVALEN
Pada materi struktur atom dan system periodik diketahui bahwa gas mulia mempunyai
sifat yang stabil, ditunjukkan dengan data bahwa gas mulia memiliki energi ionisasi
yang besar, affinitas electron kecil, dan tidak memiliki keelektronegatifan. Helium
memiliki elektronvalensi 2 dan gas mulia lainnya memiliki elektronvalensi 8. Menurut
G.N Lewis elektronvalensi inilah yang menyebabkan gas mulia stabil.
Unsur-unsur lain yang susunan elektronnya tidak seperti gas mulia cenderung
mencapai kestabilan seperti yang dimiliki gas mulia dengan cara melepaskan electron
atau dengan menarik electron, sehingga atom-atom tersebut saling berikatan. Ada juga
atom-atom yang menggunakan pasangan elektron untuk dipakai bersama.
Ikatan antar atom yang bergabung dalam membentuk molekul dalam upaya mencapai
kestabilan disebut IKATAN KIMIA.
ATURAN OKTET DAN SIMBOL LEWIS
Dibandingkan dengan unsur lain, gas mulia merupakan unsur yang paling stabil.
Kestabilan ini disebabkan elektronvalensinya yang berjumlah 8, kecuali helium yaitu 2.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 60
Konfigurasi seperti ini disebut dengan OKTET, sedangkan konfigurasi untuk helium
disebut DUPLET.
Untuk menjelaskan terjadinya ikatan, Lewis menggambarkan elektronvalensi sebagai
titik, sehingga diperoleh Simbol/Lambang Lewis sebagai berikut (buku Kimia Kelas X,
Budi Utami dkk, Pusat Perbukuan Depdiknas) :
Lambang Lewis unsur periode 2 dan 3
IKATAN ION
Ikatan ion (elektrovalen atau heteropolar) adalah ikatan yang terjadi karena
perpindahan elektron dari satu atom ke atom yang lain. Ikatan ion terbentuk karena
serah terima elektron dari atom yang mudah melepaskan elektron (atom elektropositif)
kepada atom yang mudah menerima elektron (elektronegatif) sehingga masing-masing
memiliki konfigurasi elektron OKTET atau bisa juga DUPLET. Atom yang elektropositif
pada umumnya adalah unsur-unsur logam, dan atom elektronegatif adalah unsur-unsur
non logam
Ikatan ion merupakan ikatan yang relatif kuat, sehingga senyawa yang berikatan ion
pada umumnya memiliki titik didih yang tinggi.
Contoh pembentukan ikatan ion :
𝑁𝑎11 : 2 8 1, elektronvalensi 1 dilepaskan sehingga membentuk Na+ : 2 8
𝐶𝑙17 : 2 8 7, elektronvalensi 7 menerima elektron 1 membentuk Cl- : 2 8 8
Contoh lain pembentukan ikatan ion :
𝑀𝑔12 : 2 8 2
𝐶𝑙17 : 2 8 7
Untuk mencapai kestabilan masing-masing membentuk :
Mg2+ : 2 8
Cl- : 2 8 8
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 61
Dengan menggunakan lambang Lewis dapat digambarkan sebagai berikut :
Ikatan ion umumnya terjadi antara logam dengan non logam (elektropositif dengan
elektronegatif). Ion-ion pada senyawa yang berikatan ion tersusun secara teratur dan
membentuk kristal raksasa.
IKATAN KOVALEN
Atom-atom non logam sukar melepas elektronvalensinya. Atom-atom ini dapat
menerima elektron tetapi sukar memberikan elektron, sehingga untuk mencapai
kestabilan atau membentuk oktet dengan jalan pemakaian pasangan elektron bersama.
Ikatan ini disebut ikatan kovalen.
Contoh : (buku kimia kelas X, Ari Hananto & Ruminten, Pusat Perbukuan Depdiknas)
Macam-macam ikatan kovalen :
1. Ikatan kovalen tunggal, yaitu ikatan kovalen dengan jumlah pasangan elektron
ikatan (PEI) yang dipakai bersama adalah 1 buah.
Contoh :
2. Ikatan kovalen rangkap 2, yaitu ikatan kovalen dengan jumlah pasangan elektron
ikatan (PEI) yang dipakai bersama adalah 2 buah.
Contoh :
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 62
3. Ikatan kovalen rangkap 3, yaitu ikatan kovalen dengan jumlah pasangan elektron
ikatan (PEI) yang dipakai bersama adalah 3 buah.
Contoh :
IKATAN KOVALEN KOORDINASI
Ikatan kovalen koordinasi merupakan ikatan kovalen yang pasangan elektron
bersamanya berasal dari salah satu atom yang berikatan.
Contoh :
Ion NH4+ (NH3 + H+)
Senyawa yang berikatan kovalen umumnya mempunyai titik didih rendah.
CONTOH KEGIATAN PEMBELAJARAN (pertemuan-1) Kegiatan pembelajaran ini sebaiknya diberikan pada siswa yang sudah memiliki
pemahaman tentang sruktur atom dan sistem periodik unsur.
Tujuan Pembelajaran :
Siswa dapat membandingkan proses terbentuknya ikatan ion dan ikatan kovalen.
Pembukaan (20 menit)
1. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru berhubungan dengan
kondisi dan pembelajaran sebelumnya
2. Siswa dibagi menjadi kelompok kecil, tiap kelompok terdiri atas 4 siswa
secara acak.
3. Siswa mengamati struktur Lewis beberapa unsur pada sebuah charta dan
menjawab pertanyaan tentang konfigurasi elektron beberapa unsure dan
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 63
diberi pertanyaan “Bagaimana hubungan antara susunan elektron valensi
dengan struktur Lewis?”, untuk menghubungkan antara materi yang telah
dipelajari dengan materi ikatan kimia. (Engagement)
4. Siswa ditunjukkan beberapa senyawa yaitu garam dapur dan air dan diberi
pertanyaan “Bagaimana caranya atom Na dan Cl bisa membentuk senyawa
garam dapur (NaCl)? Lalu bagaimana atom H bergabung dengan atom O
membentuk air?” (Engagement)
5. Siswa menyebutkan contoh atom-atom yang menyusun suatu senyawa dan
manfaat dari senyawa tersebut dalam kehidupan nyata. (Engagement)
6. Siswa menerima penjelasan materi pembelajaran yang akan disampaikan dan
tujuan pembelajaran yang akan dicapai.(Engagement)
Kegiatan inti (90 menit)
1. Guru memberikan 3 jenis puzzle dan 6 bola plastik untuk masing-masing
kelompok,
2. Guru memberi penjelasan singkat tentang kerja yang harus dilakukan siswa
dalam kelompoknya masing-masing, sesuai petunjuk dalam lembar kerja
siswa.
3. Siswa dalam kelompoknya mulai merangkai 3 jenis puzzle dan 6 buah bola
plastik, kemudian mengamati. (exploration)
4. Siswa dalam kelompoknya mencatat data pengamatan hasil kerjanya dalam
lembar kerja yang disiapkan. (exploration)
5. Secara bergantian siswa merangkai dan mengamati proses terbentuknya
ikatan ion dan ikatan kovalen. (exploration)
6. Siswa mendiskusikan data yang mereka dapatkan bersama teman dalam
kelompoknya untuk kemudian mencari hubungan antara data-data yang
didapat sampai diperoleh rumusan. (explanation).
7. Selanjutnya siswa berdiskusi dengan teman di kelompoknya untuk menjawab
pertanyaan di LKS.
8. Beberapa perwakilan siswa mengkomunikasikan secara lisan atau
mempresentasikan hasil kerja yang telah dilakukan di kelompok masing-
masing. Siswa lainnya memberikan umpan balik secara aktif terhadap
presentasi temannya. (explanation)
9. Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan kesimpulan yang dapat
diperoleh dari kegiatan yang telah dilakukan.(Elaboration)
10. Siswa mengerjakan soal posttest untuk mengetahui pemahaman siswa
terhadap materi yang dipelajari. (Evaluation)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 64
Penutup (35 menit)
1. Siswa dan guru merumuskan kesimpulan materi yang telah dipelajari dan guru
memberi penekanan-penekanan terhadap kesimpulan yang benar dan
meluruskan kesimpulan siswa yang kurang tepat.
2. Guru memberi tugas untuk menerapkan konsep ikatan ion dan ikatan kovalen
yang didapat pada beberapa soal.
3. Siswa mengemukakan kesan-kesan mereka terhadap pembelajaran yang
dilakukan.
LEMBAR KERJA SISWA
Tugas siswa:
1. Diberikan beberapa jenis puzzle. Amati puzzle yang terbuat dari karton.
Susunlah sehingga bisa membentuk seperti contoh berikut :
2. Rangkailah bola-bola plastik sehingga membentuk molekul dengan ikatan
kovalen tunggal, ikatan kovalen rangkap 2, dan ikatan kovalen rangkap 3.
3. Lengkapilah tabel berikut sesuai dengan pengamatan.
LEMBAR PENGAMATAN
1. Lengkapilah sesuai dengan contoh :
PUZZLE 1 ION POSITIF
YANG SESUAI
ION NEGATIF YANG
SESUAI
SENYAWA YANG
DIHASILKAN
1 Na+ Cl- NaCl
2
3
4
5
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 65
PUZZLE 2 ION POSITIF
YANG SESUAI
ION NEGATIF YANG
SESUAI
SENYAWA YANG
DIHASILKAN
1
2
3
4
5
PUZZLE 3 ION POSITIF
YANG SESUAI
ION NEGATIF YANG
SESUAI
SENYAWA YANG
DIHASILKAN
1
2
3
4
5
2. Lengkapilah tabel berikut :
Eksplorasi Elektronvalensi
atom 1
Elektronvalensi
atom 2
Hasil dalam bentuk
gambar
1 1 1
2 4 1 (4 buah)
3 6 6
4 5 5
5 5 1 (3 buah)
Pertanyaan :
1. Bagaimanakah cara suatu atom untuk mencapai kestabilan?
Jawab : __________________________________________________________________________
2. Deskripsikan ciri-ciri ikatan ion!
Jawab : __________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
3. Deskripsikan ciri-ciri ikatan kovalen!
Jawab : __________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
4. Apa perbedaan utama ikatan ion dan ikatan kovalen?
Jawab : __________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 66
5. Sebutkan jenis-jenis ikatan kovalen? Dan berikan contohnya !
Jawab : __________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
6. Apa perbedaan ikatan kovalen dan ikatan kovalen koordinasi?
Jawab : __________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
DESKRIPSI ALAT PERAGA
1. IKATAN ION
++ - - +++ ---
Alat peraga ini digunakan untuk visualisasi proses terbentuknya ikatan ion. Ikatan ion
terjadi berdasarkan serah terima electron, atau dapat dikatakan ikatan ion terbentuk
dari ion positif dengan ion negatif. Dengan menggunakan alat peraga ini diharapkan
siswa lebih mudah memahami tentang konsep ikatan ion, dan selanjutnya siswa dapat
membandingkan dengan ikatan kovalen.
Alat dan Bahan : 1. Karton duplek
2. Kertas lipat berwarna
3. Gunting
4. Lem
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 67
Langkah-langkah Pembuatan : 1. Pembuatan ion positif :
a. Buatlah pola pada kertas karton duplek dengan bentuk menonjol. Bentuk ini
digunakan untuk menggambarkan elektron yang dilepaskan sehingga atom
ini bermuatan positif.
b. Potong/gunting sesuai dengan pola
c. Tempelkan kertas lipat dengan warna tertentu
Contoh :
2. Pembuatan ion negatif
a. Buatlah pola pada kertas karton duplek dengan bentuk berlubang. Bentuk ini
digunakan untuk menggambarkan atom akan menerima elektron sehingga
atom ini bermuatan negatif.
b. Potong/gunting sesuai dengan pola
c. Tempelkan kertas lipat dengan warna tertentu
Contoh :
3. Penggabungan ion positif dan negatif
a. Gabungkan potongan ion positi dan ion negatif.
b. Letakkan pada karton yang diberi frame.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 68
Cara Menggunakan Alat Peraga Alat ini dibuat untuk menggambarkan terbentuknya ikatan ion dengan cara
memasangkan puzzle karton ion positif dan ion negatif.
2. IKATAN KOVALEN
Alat peraga ini digunakan untuk visualisasi proses terbentuknya ikatan kovalen. Ikatan
kovalen terjadi berdasarkan penggunaan pasanga electron bersama, atau dapat
dikatakan ikatan kovalen terbentuk karena masing-masing menyumbangkan
elektronnya untuk digunakan bersama. Dengan menggunakan alat peraga ini
diharapkan siswa lebih mudah memahami tentang konsep ikatan kovalen, dan
selanjutnya siswa dapat membandingkan dengan ikatan ion.
Alat dan Bahan : 1. Bola plastik
2. Sedotan
3. Lem perekat plastic
4. Penyangga balon
5. gunting
Langkah-langkah Pembuatan : 1. Tempelkan penyangga balon pada bola seperti contoh berikut. Sesuaikan jumlah
penyangga yang ditempel dengan elektronvalensi dari atom yang dibuat.
Pada contoh berikut ditempelkan 3 buah penyangga, hal ini untuk visualisasi
atom boron (B)
Contoh :
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 69
2. Tempelkan juga penyangga balon pada bola plastik pasangan atom yang akan
dibuat, misalnya atom klorin
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 70
Cara Menggunakan Alat Peraga Alat ini mudah dibongkar pasang sesuai dengan pasangan elektron yang
diikat. Siswa dengan mudah memasangkan atom-atom sesuai dengan
struktur Lewis yang digambar.
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James, 1990, General Chemistry, Fifth Edition, New York, John Wiley & Sons, Inc.
Hananto, Ari & Ruminten, 2009, Kimia 1 untuk Kelas X, Jakarta, Pusat Perbukuan
Depdiknas.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 71
KEPOLARAN SENYAWA
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar Dalam pembelajaran ini, siswa akan memiliki kemampuan:
1. Menganalisis kepolaran senyawa.
2. Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan
kepolaran senyawa
Pengalaman Belajar Melalui pembelajaran kepolaran senyawa, siswa akan memperoleh pengalaman belajar:
1. Menemukan penyebab senyawa bersifat polar.
2. Merancang, melakukan percobaan, menyimpulkan, dan menyajikan hasil
percobaan
3. Berkolaborasi menentukan kepolaran suatu senyawa.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 72
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa pada pembelajaran bentuk molekul ini dibuat
berdasarkan kepada 5E Model, yaitu:
1. engagement
aktivitas pembelajaran pada tahapan ini bertujuan untuk mendapatkan
perhatian penuh dari siswa, menstimulasi cara berpikir mereka dan meberikan
apersepsi pada siswa agar mereka mengingat kembali materi prasyarat.
2. Exploration
Pada tahapan ini, siswa diberikan cukup waktu untuk berpikir, mebuat rencana
untuk menyelesaikan masalah, menginvestigasi dan menyusun semua informasi
yang ada. Contohnya adalah siswa melakukan eksperimen-eksperimen alat
peraga.
3. Explanation
Dalam tahapan ini, siswa dilibatkan secara penuh dalam menganalisis hasil
eksplorasi yang telah mereka lakukan, lalu mereka mengkomunikasikan
beberapa temuan yang mereka peroleh.
4. Elaboration
Selanjutnya siswa diberikan kesempatan untuk menajamkan dan memperluas
pemahaman mereka.
5. Evaluation
Tahap evaluasi sebenarnya bisa dilakukan pada keempat tahapan di atas, guru
mengecek jalannya pembelajaran dan hasil yang diperoleh siswa, apakah tujuan
pembelajaran telah tercapai atau belum.
MATERI KEPOLARAN SENYAWA
Pada materi sebelumnya telah disampaikan tentang ikatan kovalen dan jenisnya
berdasarkan jumlah PEI (pasangan elektron ikat) yaitu ada ikatan kovalen tunggal,
ikatan kovalen rangkap 2, dan ikatan kovalen rangkap 3.
Pada materi ini akan dipelajari tentang jenis ikatan kovalen berdasarkan kepolarannya,
yaitu ada iktan kovalen non polar dan ikatan kovalen polar.
IKATAN KOVALEN NON POLAR
Ikatan kovalen non polar adalah ikatan kovalen yang pasangan elektron yang dipakai
bersama tertarik sama kuat. Pada molekul yang atom penyusunnya sejenis, hal ini
disebabkan tidak ada perbedaan keelektronegatifan.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 73
Contoh pada molekul H2, dapat digambarkan dengan model sebagai berikut :
Pada molekul yang penyusunnya beda jenis, kepolaran senyawa disebabkan oleh
bentuk molekulnya yang simetris, atau momen dipole = 0.
Contoh pada senyawa CH4. Ikatan antar atomnya bersifat polar, namun molekulnya
bersifat non polar, dikarenakan bentuknya yang simetris dengan sudut sama besar.
IKATAN KOVALEN POLAR
Ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang pasangan elektron yang dipakai
bersama cenderung tertarik ke salah satu atom yang berikatan. Kepolaran ikatan
disebabkan oleh adanya perbedaan keelektronegatifan.
Contoh :
H-Cl, keelektronegatifan Cl lebih besar dibandingkan H, sehingga elektron cenderung
tertarik ke arah Cl.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 74
Untuk molekul yang terdiri dari beberapa atom, kepolaran molekul disebabkan bentuk
molekulnya tidak simetris atau momen dipole ≠ 0.
Contoh :
H2O, atom pusat O memiliki 2 pasang elektron bebas, 2 pasang elektron ikat, sehingga
tidak simetris, dapat digambarkan dengan model berikut :
Proses pelarutan suatu senyawa dengan senyawa lain mengikuti istilah “Like dissolves
like”, artinya senyawa yang bersifat polar akan mudah larut dalam pelarut yang bersifat
polar juga. Begitu juga senyawa yang bersifat non polar akan mudah larut dalam pelarut
non polar juga.
CONTOH KEGIATAN PEMBELAJARAN (pertemuan-1) 3 x 45 menit
Kegiatan pembelajaran ini sebaiknya diberikan pada siswa yang sudah memiliki
pemahaman tentang ikatan kovalen dan bentuk molekul.
Tujuan Pembelajaran :
Siswa dapat menganalisis kepolaran senyawa.
Pembukaan (20 menit)
1. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru berhubungan dengan kondisi
dan pembelajaran sebelumnya
2. Siswa dibagi menjadi kelompok kecil, tiap kelompok terdiri atas 4 siswa secara
acak.
3. Siswa diberi beberapa nama senyawa ion dan kobalen dalam charta dan diminta
mengingat kembali pelajaran sebelumnya tentang senyawa-senyawa mana yang
termasuk senyawa kovalen untuk menghubungkan antara materi yang telah
dipelajari dengan materi kepolaran senyawa. (Engagement)
4. Siswa diberi pertanyaan “Bagaimana caranya menentukan kepolaran suatu
senyawa? Lalu apakah ada hubungannya dengan keelektronegatifan dan bentuk
molekul?” (Engagement)
5. Siswa menyebutkan contoh kelarutan suatu senyawa dalam air dan manfaat dari
sifat kepolaran dalam kehidupan nyata. (Engagement)
6. Siswa menerima penjelasan materi pembelajaran yang akan disampaikan dan
tujuan pembelajaran yang akan dicapai.(Engagement)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 75
Kegiatan inti (90 menit)
1. Guru memberikan gelas kimia, pengaduk, dan bahan-bahan untuk percobaan
untuk masing-masing kelompok,
2. Guru memberi penjelasan singkat tentang kerja yang harus dilakukan siswa
dalam kelompoknya masing-masing, sesuai petunjuk dalam lembar kerja siswa.
3. Siswa dalam kelompoknya mulai melakukan percobaan, kemudian mengamati.
(exploration)
4. Siswa dalam kelompoknya mencatat data pengamatan hasil kerjanya dalam
lembar kerja yang disiapkan. (exploration)
5. Secara bergantian siswa melarutkan zat dan mengamati perubahan yang terjadi.
(exploration)
6. Siswa mendiskusikan data yang mereka dapatkan bersama teman dalam
kelompoknya untuk kemudian mencari hubungan antara data-data yang didapat
sampai diperoleh rumusan. (explanation)
7. Selanjutnya siswa berdiskusi dengan teman di kelompoknya untuk menjawab
pertanyaan di LKS. (explanation)
8. Beberapa perwakilan siswa mengkomunikasikan secara lisan atau
mempresentasikan hasil kerja yang telah dilakukan di kelompok masing-masing.
Siswa lainnya memberikan umpan balik secara aktif terhadap presentasi
temannya.(explanation)
9. Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan kesimpulan yang dapat
diperoleh dari kegiatan yang telah dilakukan.(Elaboration)
10. Siswa mengerjakan soal posttest untuk mengetahui pemahaman siswa terhadap
materi yang dipelajari. (Evaluation)
Penutup (25 menit):
4. Siswa dan guru mengulas kembali kesimpulan dari explorasi yang telah mereka
lakukan. Pada kegiatan ini, guru memberikan pertanyaan-pertanyaan bimbingan
untuk menguatkan pemahaman siswa terhadap materi yang baru saja diajarkan.
5. Guru memberikan kesempatan bertanya bila masih ada materi maupun penjelasan
mengenai tugas yang belum dimengerti siswa.
6. Siswa mengemukakan kesan-kesan mereka terhadap pembelajaran yang telah
dilakukan.
LEMBAR KERJA SISWA Tujuan:
1. Mempelajari kepolaran senyawa
2. Menganalisis kepolaran senyawa melalui percobaan sederhana
Alat dan Bahan:
1. Gelas kimia
2. Pengaduk
3. Air
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 76
4. Gula pasir
5. Minyak goreng
6. Deterjen
7. Minyak tanah
8. Garam dapur
9. Etanol
Langkah kerja:
Siswa dibagi menjadi kelompok kecil, tiap kelompok terdiri dari 3 siswa.
Masing-masing kelompok diberikan alat dan bahan percobaan, siswa merancang, dan
melakukan percobaan selama 30 menit.
Siswa diminta membaca petunjuk pada lembar kerja siswa dan mengisinya.
Lembar data :
DATA PENGAMATAN
NO
PERCOBAAN
BAHAN YANG DILARUTKAN PENGAMATAN
Pertanyaan :
1. Apakah ada bahan yang larut tanpa pengadukan?
Jawab : ______________________________________________________________________________
2. Bahan apa yang larut setelah diaduk?
Jawab : ______________________________________________________________________________
3. Bahan apa yang tidak larut meskipun sudah diaduk?
Jawab : _______________________________________________________________________________
4. Apakah pengadukan mempengaruhi proses pelarutan?
Jawab : _______________________________________________________________________________
5. Faktor apa yang mempengaruhi pelarutan?
Jawab : _______________________________________________________________________________
6. Apakah kepolaran zat mempengaruhi pelarutan?
Jawab : _______________________________________________________________________________
7. Kelompokkan zat-zat yang bersifat polar!
Jawab : _______________________________________________________________________________
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 77
8. Kelompokkan zat-zat yang bersifat non polar!
Jawab : _______________________________________________________________________________
9. Kesimpulan apa yang dapat anda peroleh dari percobaan ini?
Jawab : _______________________________________________________________________________
DESKRIPSI ALAT PERAGA
Uji Kepolaran Senyawa
Alat peraga pada materi kepolaran senyawa ini adalah eksperimen sederhana, sehingga
tidak ada alat peraga khusus yang dibuat.
Percobaan dirancang untuk memudahkan siswa memahami sifat kepolaran suatu zat
sehingga dapat dikaitkan dan diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.
Alat dan bahan :
1. Gelas kimia
2. Pengaduk
3. Neraca
4. Air
5. Gula pasir
6. Minyak goreng
7. Deterjen
8. Minyak tanah
9. Garam dapur
10. Etanol
Cara Menggunakan Alat Peraga :
1. Tuangkan air 50 mL ke dalam gelas kimia ukuran 100 mL.
2. Ke dalam air tersebut tambahkan 10 gram garam dapur, amati.
3. Jika belum larut, aduk hingga larut semua, catat pada data hasil pengamatan.
4. Ulangi percobaan dengan mengganti zat yang dilarutkan.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 78
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James, 1990, General Chemistry, Fifth Edition, New York, John Wiley & Sons, Inc.
Hananto, Ari & Ruminten, 2009, Kimia 1 untuk Kelas X, Jakarta, Pusat Perbukuan
Depdiknas.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 79
BENTUK MOLEKUL
http://www.ilmukimia.org/2013/12/geometri-molekul.html
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar Dalam pembelajaran ini, siswa akan memiliki kemampuan:
1. Menganalisis teori jumlah pasangan elektron di sekitar inti atom (Teori Domain
Elektron) untuk menentukan bentuk molekul.
2. Meramalkan bentuk molekul berdasarkan teori jumlah pasangan elektron di
sekitar inti atom (Teori Domain Elektron).
Pengalaman Belajar Melalui pembelajaran bentuk molekul, siswa akan memperoleh pengalaman belajar:
1. Menemukan konsep Teori Domain Elektron dalam pembentukan molekul
2. Menerapkan Teori Domain Elektron dalam menentukan bentuk molekul
3. Berkolaborasi menentukan bentuk molekul suatu senyawa berdasarkan data
jumlah pasangan elektron
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 80
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa pada pembelajaran bentuk molekul ini dibuat
berdasarkan kepada 5E Model, yaitu:
1. engagement
aktivitas pembelajaran pada tahapan ini bertujuan untuk mendapatkan
perhatian penuh dari siswa, menstimulasi cara berpikir mereka dan meberikan
apersepsi pada siswa agar mereka mengingat kembali materi prasyarat.
2. Exploration
Pada tahapan ini, siswa diberikan cukup waktu untuk berpikir, mebuat rencana
untuk menyelesaikan masalah, menginvestigasi dan menyusun semua informasi
yang ada. Contohnya adalah siswa melakukan eksperimen-eksperimen alat
peraga.
3. Explanation
Dalam tahapan ini, siswa dilibatkan secara penuh dalam menganalisis hasil
eksplorasi yang telah mereka lakukan, lalu mereka mengkomunikasikan
beberapa temuan yang mereka peroleh.
4. Elaboration
Selanjutnya siswa diberikan kesempatan untuk menajamkan dan memperluas
pemahaman mereka.
5. Evaluation
Tahap evaluasi sebenarnya bisa dilakukan pada keempat tahapan di atas, guru
mengecek jalannya pembelajaran dan hasil yang diperoleh siswa, apakah tujuan
pembelajaran telah tercapai atau belum.
MATERI BENTUK MOLEKUL/GEOMETRI MOLEKUL
Bentuk molekul suatu zat ditentukan berdasarkan percobaan, antara lain dengan
metode difraksi sinar X dan metode spektroskopi infra merah. Dari bentuk-bentuk
molekul yang diperoleh, para ilmuwan menyusun teori untuk menjelaskan bentuk
molekul tersebut. Salah satu teorinya adalah Teori Domain Elektron. Teori domain
elektron berkaitan erat dengan teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) yang
mengemukakan adanya tolakan pasangan elektron pada kulit valensi.
Teori domain elektron dikembangkan oleh Gilliespie dan Hargittai (1991) berdasarkan
ide-ide yang dikemukakan oleh Sidgwick dan Powell. Teori domain elektron dapat
digunakan untuk meramalkan bentuk molekul tanpa perlu melibatkan orbital-orbital
atom yang terlibat dalam pembentukan ikatan.
Pengertian Domain Elektron
Elektron yang terdapat pada suatu atom, kecuali atom hidrogen dan helium dapat
dibagi menjadi dua kategori, yaitu elektron pada kulit dalam (inner shell electron) dan
elektron pada kulit valensi (valence shell electron). Elektron-elektron tersebut tidak
stationer dan posisinya tidak dapat ditentukan secara pasti akibat berlakunya
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 81
ketidakpasian Heissenberg. Oleh karena itu, elektron-elektron tersebut dianggap
sebagai awan muatan (charge cloud) yang menempati daerah tertentu dalam ruang di
sekitar inti atom. Daerah tertentu dalam ruang pada kulit valensi suatu atom yang
ditempati oleh awan muatan pasangan elektron disebut domain pasangan elektron
(electron pair domain). Domain pasangan elektron ada dua macam, yaitu domain
pasangan elektron ikatan atau domain elektron ikatan dan domain pasangan elektron
bebas atau domain elektron bebas. Dalam model domai elektron, berlaku aturan sebagai
berikut:
Setiap elektron ikatan, baik ikatan tunggal, rangkap dua, maupun rangkap tiga
berarti 1 domain
Setiap pasangan elektron bebas berarti 1 domain
Berdasarkan model domain elektron, bentuk molekul hanya ditentukan oleh domain
elektron ikatan. Domain elektron bebas dianggap tidak berperan dalam menentukan
bentuk molekul, namun dapat mempengaruhi sudut ikatan suatu molekul.
Domain elektron bebas menempati ruangan pada kulit valensi atom lebih besar
daripada domain elektron ikatan, maka domain elektron bebas dapat memperkecil
sudut ikatan yang ada. Bentuk-bentuk molekul yang memiliki 2 sampai 6 domain
elektron diberikan dalam tabel berikut:
Total
PE
GEOMETRI PE PEI PEB GEOMETRI
MOLEKUL
NAMA CONTOH
2
2 0
Linear BeCl2
3
3 0
Trigonal
planar
BCl3
4
4 0
Tetrahedral CH4
3 1
Trigonal
pyramidal
NH3
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 82
2 2
Bent H2O
5
5 0
Trigonal
bipiramidal
PCl5
4 1
Tetrahedral
terdistorsi
SF4
3 2
Planar T IF3
2 3
Linear XeF2
6
6 0
Octahedral SF6
5 1
Segiempat
piramida
IF5
4 2
Segiempat
planar
XeF4
CONTOH KEGIATAN PEMBELAJARAN (pertemuan -1)
Kegiatan pembelajaran ini sebaiknya diberikan pada siswa yang sudah memiliki
pemahaman tentang struktur atom, konfigurasi elektron, sistem periodik unsur, dan
ikatan kovalen.
Tujuan Pembelajaran :
Siswa dapat meramalkan bentuk molekul suatu senyawa berdasarkan teori domain
elektron
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 83
Pembukaan (20 menit)
1. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru berhubungan dengan kondisi
dan pembelajaran sebelumnya
2. Siswa dibagi menjadi kelompok kecil, tiap kelompok terdiri atas 4 siswa secara
acak.
3. Siswa ditunjukkan sebuah alat peraga bentuk molekul dan menjawab
pertanyaan guru tentang proses terbentuknya senyawa tersebut melalui ikatan
kovalen untuk menghubungkan antara materi yang telah dipelajari dengan
materi bentuk molekul. (Engagement)
4. Siswa diberi pertanyaan “Apa bentuk molekul H2O?Bagaimana cara menentukan
bentuk molekul H2O tersebut?” (Engagement)
5. Siswa diminta menyebutkan contoh-contoh senyawa kovalen dan manfaat dari
senyawa tersebut dalam kehidupan nyata. (Engagement)
6. Siswa menerima penjelasan materi pembelajaran yang akan disampaikan dan
tujuan pembelajaran yang akan dicapai.(Engagement)
Kegiatan inti (90 menit)
Siswa dibagi menjadi kelompok kecil, tiap kelompok terdiri atas 4 siswa secara acak.
1. Guru memberikan 2 jenis bola plastik (bola untuk atom pusat, dan bola untuk
atom terikat,)untuk masing-masing kelompok,
2. Guru memberi penjelasan singkat tentang kerja yang harus dilakukan siswa
dalam kelompoknya masing-masing, sesuai petunjuk dalam lembar kerja siswa.
3. Siswa dalam kelompoknya mulai merangkai 3 jenis bola dan dikelompokkan,
kemudian mengamati. (exploration)
4. Siswa dalam kelompoknya mencatat data pengamatan hasil kerjanya dalam
lembar kerja yang disiapkan. (exploration)
5. Secara bergantian siswa merangkai dan mengamati proses terbentuknya ikatan
ion dan ikatan kovalen. (exploration)
6. Siswa mendiskusikan data yang mereka dapatkan bersama teman dalam
kelompoknya untuk kemudian mencari hubungan antara data-data yang didapat
sampai diperoleh rumusan. (explanation).
7. Selanjutnya siswa berdiskusi dengan teman di kelompoknya untuk menjawab
pertanyaan di LKS. (explanation)
8. Beberapa perwakilan siswa mengkomunikasikan secara lisan atau
mempresentasikan hasil kerja yang telah dilakukan di kelompok masing-masing.
Siswa lainnya memberikan umpan balik secara aktif terhadap presentasi
temannya.(explanation)
9. Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan kesimpulan yang dapat
diperoleh dari percobaan yang telah dilakukan.(Elaboration)
10. Siswa mengerjakan soal posttest untuk mengetahui pemahaman siswa terhadap
materi yang dipelajari. (Evaluation)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 84
Penutup(25 menit)
1. Siswa dan guru mengulas kembali kesimpulan dari kegiatan yang telah
mereka lakukan. Pada kegiatan ini, guru memberikan pertanyaan-
pertanyaan bimbingan untuk menguatkan pemahaman siswa terhadap
materi yang baru saja diajarkan.
2. Guru memberikan kesempatan bertanya bila masih ada materi maupun
penjelasan mengenai tugas yang belum dimengerti siswa.
3. Siswa mengemukakan kesan-kesan mereka terhadap pembelajaran yang
telah dilakukan.
LEMBAR KERJA SISWA
Tujuan:
Memahami hubungan jumlah pasangan electron dengan bentuk molekul
Alat dan Bahan:
1. 5 buah bola untuk atom pusat
2. 6 buah bola untuk atom terikat
3. Kertas dan alat tulis
Langkah kerja:
Siswa dibagi menjadi kelompok kecil, tiap kelompok terdiri dari 4 siswa
Masing-masing kelompok diberikan 5 buah bola untuk atom pusat dan 6 buah bola
untuk atom terikat (warna berbeda dengan atom pusat).
Siswa diminta membaca pentunjuk pada lembar kerja siswa dan melaksanakan sesuai
tugas.
Tugas siswa:
Rangkailah model molekul dari bola plastik berikut sesuai dengan jumlah pasangan
electron yang dimiliki, yaitu :
1. Jumlah pasangan electron 2
2. Jumlah pasangan electron 3
3. Jumlah pasangan electron 4
4. Jumlah pasangan electron 5
5. Jumlah pasangan electron 6
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 85
Lembar Data:
LEMBAR PENGAMATAN
JUMLAH
PASANGAN
ELEKTRON
JUMLAH
ELEKTRONVALENSI
ATOM PUSAT
JUMLAH
ATOM YANG
DIIKAT
GAMBAR BENTUK
MOLEKUL
2
3
4
5
6
Pertanyaan :
1. Berdasarkan data pengamatan, apakah semua electron yang dimiliki atom pusat
dipakai untuk berikatan?
Jawab : _________________________________________________________________________________
2. Berdasarkan data pengamatan, sebutkan contoh atom pusat yang dapat
membentuk molekul dengan jumlah pasangan electron :
a. 2 Jawab : ________________________________
b. 3 Jawab : ________________________________
c. 4 Jawab ; ________________________________
d. 5 Jawab : _________________________________
e. 6 Jawab : _________________________________
3. Sebutkan contoh senyawa yang dapat dibentuk dengan jumlah pasangan
electron : a. 2 Jawab : ________________________________
b. 3 Jawab : ________________________________
c. 4 Jawab ; ________________________________
d. 5 Jawab : _________________________________
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 86
e. 6 Jawab : _________________________________
4. Bagaimanakah jika tidak semua electron pada atom pusat dipakai untuk
berikatan?
Jawab :
_______________________________________________________________________________________
5. Disebut apakah electron pada atom pusat yang tidak dipakai untuk berikatan?
Jawab :
_______________________________________________________________________________________
Pertemuan ke-2
Tujuan:
Memahami hubungan jumlah pasangan electron, pasangan elektron ikatan, pasangan
elektron bebas, dengan bentuk molekul
Alat dan Bahan:
1. 5 buah bola untuk atom pusat
2. 6 buah bola untuk atom terikat
3. 3 buah bola lonjong untuk pasangan elektron bebas
4. Kertas dan alat tulis
Langkah kerja:
Siswa dibagi menjadi kelompok kecil, tiap kelompok terdiri dari 4 siswa
Masing-masing kelompok diberikan 5 buah bola untuk atom pusat , 6 buah bola untuk
atom terikat (warna berbeda dengan atom pusat) dan 3 buah bola lonjong
Siswa diminta membaca pentunjuk pada lembar kerja siswa dan melaksanakan sesuai
tugas.
Tugas siswa:
Rangkailah model molekul dari bola plastik berikut sesuai dengan jumlah pasangan
electron yang dimiliki, sesuai dengan tabel berikut :
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 87
TABEL PENGAMATAN
JUMLAH
PASANGAN
ELEKTRON
JUMLAH
PASANGAN
ELEKTRON
IKATAN (PEI)
JUMLAH
PASANGAN
ELEKTRON
BEBAS (PEB)
JUMLAH
ELEKTRON
VALENSI
ATOM PUSAT
ATOM
GOL.
CONTOH
SENYAWA
2 2 0
3 3 0
4 4 0
3 1
2 2
5 5 0
4 1
3 2
2 3
6 6 0
5 1
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 88
4 2
Pertanyaan :
7. Berdasarkan data pengamatan, bagaimanakah cara menghitung jumlah
elektronvalensi atom pusat?
Jawab : __________________________________________________________________________
8. Ramalkan bentuk molekul dari senyawa BrCl5!
Jawab : __________________________________________________________________________
DESKRIPSI ALAT PERAGA BENTUK MOLEKUL BOLA PLASTIK
Alat peraga ini digunakan untuk visualisasi bentuk geometri molekul berdasarkan
domain elektron. Dengan menggunakan alat peraga ini diharapkan siswa lebih mudah
memahami tentang bentuk molekul dan selanjutnya siswa dapat meramalkan bentuk
molekul dari senyawa lainnya.
Alat dan Bahan : 5. Bola plastik bulat
6. Bola plastik lonjong
7. Lem perekat serbaguna
8. Stick balon
9. Penyangga balon
10. Gunting
11. Busur derajat
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 89
Langkah-langkah Pembuatan : 4. Pembuatan atom pusat :
d. Pilih bola plastik dengan warna tertentu
e. Tentukan sudut yang akan dibuat dengan menandai bola dengan spidol atau
ballpoint
f. Tempelkan plastik penyangga balon tepat pada tanda.
Contoh :
5. Pembuatan atom terikat
a. Pilih bola dengan jumlah tertentu yang warnanya sama (sesuai kebutuhan)
b. Tempelkan penyangga balon dengan lem yang kuat
6. Pembuatan pasangan elektron bebas
c. Pilih bola plastik yang berbentuk lonjong
d. Tempelkan penyangga balon dengan lem yang kuat pada ujung yang lancip
Contoh untuk atom terikat dan pasangan elektron bebas :
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 90
Cara Menggunakan Alat Peraga 1. Alat ini mudah dibongkar pasang sesuai dengan bentuk molekul yang akan
dibuat.
2. Penentu bentuk molekulnya adalah atom pusatnya yaitu jumlah
elektronvalensinya. Dalam alat peraga ini ditunjukkan dengan penyangga balon
yang bisa disambung dengan stick.
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James, 1990, General Chemistry, Fifth Edition, New York, John Wiley
& Sons, Inc.
Justiana, Sandri & Muchtaridi, 2009, Bilingual Chemistry 1, Jakarta,
Yudhistira.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 91
Pembelajaran
LARUTAN ELEKTROLIT
DAN NONELEKTROLIT
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar
Dalam pembelajaran ini, siswa akan memiliki kemampuan untuk:
1. Menganalisis sifat larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit berdasarkan daya
hantar listriknya.
2. Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan
untuk mengetahui sifat larutan elektrolit dan larutan non- elektrolit .
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 92
Pengalaman Belajar
Melalui pembelajaran materi larutan elektrolit, siswa akan memperoleh pengalaman
belajar:
1. Menerapkan langkah-langkah metode ilmiah (merumuskan masalah, observasi,
hipotesis, eksperimen, dan kesimpulan) dalam menguji daya hantar listrik
beberapa larutan.
2. menemukan penjelasan penyebab larutan mampu menghantarkan arus listrik.
3. mengembangkan sikap ilmiah dalam memecahkan suatu masalah.
4. mengembangkan sikap sosial, tanggung jawab, dan semangat kerja sama tim
melalui kegiatan belajar kelompok.
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa dalam mempelajari larutan elektrolit
didasarkan pada strategi pembelajaran inkuiri sederhana (tradisional hands-on) yang
langkah-langkahnya adalah:
1. Tahap 1: Orientasi masalah
Pada tahap ini guru menyajikan kejadian-kejadian atau fenomena yang
memungkinkan siswa menemukan masalah.
2. Tahap 2: Merumuskan Masalah
Siswa merumuskan masalah dengan dibimbing guru berdasarkan kejadian dan
fenomena yang disajikannya. Masalah yang dikaji adalah masalah yang
mengandung teka-teki yang jawabannya pasti. Konsep-konsep yang
berhubungan dengan masalah yang dikaji hendaknya sudah diketahui terlebih
dahulu oleh siswa.
3. Tahap 3: Hipotesis
Siswa dengan dibimbing guru membuat/mengajukan hipotesis terhadap
masalah yang telah dirumuskannya. Dalam membimbing siswa membuat
hipotesis, guru dapat mengajukan berbagai pertanyaan yang dapat mendorong
siswa untuk dapat merumuskan jawaban sementara atau dapat merumuskan
berbagai perkiraan kemungkinan jawaban dari suatu permasalahan yang dikaji.
4. Tahap 4: Merencanakan pemecahan masalah (melalui eksperimen atau cara lain)
Siswa dengan dibimbing guru menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dan
menyusun prosedur kerja yang tepat.
5. Tahap 5: Melakukan eksperimen
Siswa melakukan eksperimen sesuai dengan prosedur yang telah dibuat,
mencatat hasil pengamatannya. Guru membimbing dan membantu siswa
melakukan pengamatan tentang hal-hal yang penting dan membantu
mengumpulkan dan mengorganisasi data.
6. Tahap 6: Analisis data
Siswa dengan dibimbing guru menganalisis data supaya menemukan suatu
konsep.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 93
7. Tahap 7: Penarikan kesimpulan dan penemuan
Siswa membuat kesimpulan berdasarkan data dan menemukan sendiri konsep
yang ingin ditanamkan. Guru meluruskan konsep atau kesimpulan yang dibuat
siswa bila tidak sesuai dengan teori yang telah mapan.
MATERI : LARUTAN ELEKTROLIT DAN NONELEKTROLIT Jika gula dimasukkan dalam air lalu diaduk, maka keberadaan gula dalam air
sudah tidak dapat diidentifikasi lagi secara kasat mata. Hal ini karena gula dan air
bercampur membentuk larutan. Larutan adalah campuran homogen dua zat atau lebih
dimana masing-masing zat penyusunnya tidak dapat dibedakan lagi secara fisik.
Komponen larutan terdiri dari pelarut (solvent) dan zat terlarut (solute). Pelarut
umumnya adalah air atau senyawa yang jumlahnya lebih banyak sedangkan zat terlarut
merupakan komponen selain air atau yang jumlahnya lebih sedikit.
Contoh 1:
Larutan garam dalam air, pelarutnya adalah air sedangkan zat terlarutnya adalah
garam.
Contoh 2:
Alkohol 75%, pelarutnya adalah air sedangkan zat terlarutnya adalah alkohol.
Contoh 3:
Campuran 35% HCl dengan 65% benzena, pelarutnya adalah benzena sedangkan zat
terlarutnya adalah air.
Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan dibedakan menjadi dua jenis, yaitu
larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit.
1. Larutan elektrolit
Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan
arus listrik. Menurut Svante August Arrhenius (1859-1927),
larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena zat
elektrolit dalam larutannya terurai menjadi ion-ion bermuatan
listrik yang selalu bergerak bebas. Ion-ion inilah yang
sebenarnya menghantarkan arus listrik melalui larutannya.
Ion yang bermuatan positif disebut kation dan ion yang
bermuatan negatif dinamakan anion. Peristiwa terurainya
suatu zat elektrolit menjadi ion-ionnya disebut proses ionisasi.
Untuk menyatakan mudah atau tidaknya suatu zat terion
dalam larutan, digunakan istilah derajad ionisasi (α), yaitu
perbandingan jumlah mol zat yang terionisasi dengan jumlah
mol zat mula-mula.
Svante August Arrhenius
Sumber: wikipedia
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 94
Jika zat terlarut terionisasi seluruhnya (terion sempurna), maka harga α = 1
Jika zat terlarut terionisasi sebagian, maka harga α antara 0 dan 1 (0 < α < 1)
Jika zat terlarut tidak terionisasi sama sekali, maka harga α = 0
Contoh :
1. 1 mol asam fospat, H3PO4, dilarutkan dalam air. Ternyata terdapat ion H+
sebanyak 0,006 mol. Berapa harga derajad ionisasi asam fosfat tersebut?
H3PO4 (aq) 3H+(aq) + PO43- (aq)
Mula-mula: 1 mol
Terion : 0,002 mol 0,006 mol 0,002 mol
Akhir : 0,098 mol 0,006 mol 0,002 mol
α = jumlah mol zat yang terion
jumlah mol zat mula −mula
α = 0,002 mol
1 mol
α = 0,002
Harga α H3PO4 = 0,002, bila H3PO4 dilarutkan dalam air, hanya 0,2 % yang
akan berubah menjadi ion-ionnya, semantara sisanya akan terlarut sebagai
molekul H3PO4.
2. Asam asetat, CH3COOH, mempunyai harga α = 0,04. Apabila 5 mol asam
asetat dilarutkan dalam air, berapa jumlah mol total ion yang terdapat dalam
alrutan?
α = jumlah mol zat yang terion
jumlah mol zat mula −mula
0,04 = jumlah mol terion
5 mol
Jumlah mol terion = 0,04 x 5 mol
= 0,2 mol
CH3COOH (aq) H+(aq) + CH3COO- (aq)
Mula-mula: 5 mol
Terion : 0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol
Akhir : 4,8 mol 0,2 mol 0,2 mol
Jumlah total ion dalam larutan = mol ion H+ + mol ion CH3COO-
= 0,2 mol + 0,2 mol
= 0,4 mol
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 95
Dengan harga α = 0,04, apabila 5 mol asam asetat dilarutkan dalam air maka
hanya 0,2 mol saja yang berubah menjadi ion-ionnya, sedangkan 4,8 mol
sisanya terlarut sebagai molekul CH3COOH.
Karena ion-ion dalam larutan yang berperan menghantarkan arus listrik, maka daya
hantar suatu larutan sangat tergantung pada derajat ionisasi dari zat terlarutnya. Bila
harga α = 1, zat tersebut bila dilarutkan dalam air akan terion seluruhnya sehingga
mempunyai daya hantar listrik yang kuat. Zat elektrolit yang menghantarkan listrik
dengan baik disebut elektrolit kuat. Sedangkan bila suatu zat mempunyai harga α kecil
(0 < α < 1), bila dilarutkan dalam air akan terion sebagiannya saja sehingga mempunyai
daya hantar listrik yang lemah. Zat elektrolit yang menghantarkan listrik dengan lemah
disebut elektrolit lemah.
1. ELEKTROLIT KUAT 2. ELEKTROLIT LEMAH
1. Larutan elektrolit kuat mempunyai
daya hantar listrik yang baik/kuat.
2. Dalam larutan (umumnya pelarutnya
air) terionisasi sempurna (hampir
seluruhnya berubah menjadi ion-ion)
3. Jumlah ion dalam larutan sangat
banyak
4. Harga derajat ionisasi mendekati 1
(α = 1)
1. Larutan elektrolit lemah mempunyai
daya hantar listrik lemah.
2. Dalam larutan terionisasi sebagian
(hanya sebagian kecil senyawa yang
membentuk ion)
3. Jumlah ion dalam larutan sedikit
4. Derajat ionisasi kurang dari 1
(0 < α< 1).
Contoh larutan elektrolit kuat :
Asam-asam kuat, seperti: HCl, HBr, HI,
NO3, H2SO4, HClO3, dan lain-lain.
Basa-basa kuat, yaitu basa-basa
golongan alkali dan alkali tanah,
seperti: NaOH, KOH, Mg(OH)2,
Ca(OH)2, Sr(OH)2 dan lain-lain.
Garam-garam yang mudah larut,
seperti: NaCl, KI, Al2(SO4)3 dan lain-
lain
Contoh larutan elektrolit lemah
Asam-asam lemah, seperti :
CH3COOH, HCN, H2CO3, H2S dan
lain-lain
Basa-basa lemah seperti : NH4OH,
Ni(OH)2 dan lain-lain
Garam-garam yang sukar larut,
seperti : AgCl, CaCrO4, PbI2 dan lain-
lain
Contoh penulisan reaksi ionisasi larutan elektrolit :
Elektrolit kuat dengan α= 1 (semua zat terlarut terionisasi menjadi ion-ionnya)
HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)
HNO3 (aq) H+(aq) + NO3-(aq)
NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq)
K2SO4 (aq) 2K+(aq) + SO42-(aq)
Al2(SO4)3 (aq) 2Al3+(aq) + 3SO42-(aq)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 96
Elektrolit lemah dengan 0 < α< 1 (zat terlarut hanya terionisasi sebagian)
Untuk senyawa yang mempunyai harga α antara 0 dan 1, di dalam larutannya
terjadi keseimbangan antara senyawa dengan ion-ionnya.
CH3COOH(aq) H+(aq) + CH3COO-(aq)
NH4OH(aq) NH4+(aq) + OH- (aq)
H3PO4 (aq) 3H+(aq) + PO43- (aq)
2. Larutan nonelektrolit
Larutan nonelektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Larutan nonelektrolit tidak dapat menghantarkan arus listrik karena zat terlarutnya
di dalam pelarut tidak dapat menghasilkan ion-ion (tidak terionisasi) tetapi tetap
dalam bentuk molekul yang tidak bermuatan listrik.
Contoh larutan nonelektrolit adalah:
Larutan urea ( CO(NH2)2 )
Larutan glukosa ( C6H12O6 )
Larutan alkohol dan lain-lain
Untuk dapat membedakan suatu larutan elektrolit kuat, elektrolit lemah, atau
nonelektrolit, digunakan elektrolit tester. Jika dilakukan uji, maka akan muncul gejala
sebagai berikut:
Jenis larutan Lampu Gelembung pada
elektroda
Elektrolit kuat Menyala Banyak gelembung
Elektrolit lemah Tidak menyala Sedikit gelembung
Nonelektrolit Tidak menyala Tidak ada gelembung
Bila suatu zat elektrolit dilarutkan, maka zat tersebut akan terionisasi membentuk ion-
ion yang bergerak bebas. Bila larutan tersebut dihubungkan dengan alat seperti di atas,
maka akan terjadi aliran elektron dari sumber arus listrik, masuk ke dalam salah satu
elektroda sehingga elektroda tersebut bermuatan negatif. Ion positif (kation) dari zat
elektrolit akan bermigrasi menuju elektroda yang bermuatan negatif untuk mengikat
elektron. Sementara itu, pada elektroda yang lain, ion negatif (anion) dari zat elektrolit
akan bermigrasi menuju elektroda positif dan melepaskan elektronnya. Dengan
demikian, terjadi aliran ion yang tidak henti-hentinya sampai senyawa ion dari zat
elektrolit tersebut netral. Semakin banyak jumlah ion dalam larutan, semakin mudah
larutan itu menghantarkan arus listrik. Proses tersebut dapat digambarkan sebagai
berikut :
Lampu pada elektrolit tester
(a) dan (b) Larutan elektrolit kuat (menyala)
(c) larutan nonelektrolit (lampu tidak menyala)
a b c
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 97
CONTOH KEGIATAN PEMBELAJARAN
Tujuan Pembelajaran
1. Melalui praktikum, siswa dapat mengidentifikasi sifat-sifat larutan elektrolit
dan non elektrolit.
2. Melalui diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menjelaskan penyebab
kemampuan larutan elektrolit menghantarkan arus listrik.
3. Melalui diskusi kelas atau kelompok, siswa dapat menyebutkan contoh zat
elektrolit kuat, elektrolit lemah, dan nonelektrolit.
4. Siswa dapat bekerja sama, santun dan toleran dalam diskusi kelompok.
Kegiatan Pembelajaran (2 x 45 menit)
Langkah
Kegiatan Uraian Kegiatan Waktu
Pendahuluan
5. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru
berhubungan dengan kondisi/kabar mereka,
selanjutnya guru mengabsen siswa.
6. Siswa dikondisikan untuk membentuk kelompok-
kelompok kecil berisi 4-5 orang.
7. Guru dengan membawa alat peraga elektrolit tester
mengajukan pertanyaan “jika arus listrik ini tidak
terhubung, apakah lampu dapat menyala?”. Pertanyaan
ini bertujuan untuk menarik perhatian siswa sekaligus
membantu siswa menemukan masalah yang akan
dipecahkan melalui praktikum.
8. Guru memasukkan elektroda elektrolit tester ke dalam
suatu larutan, lalu menanyakan ke siswa “jika larutan
ini dapat menghantarkan arus listrik, apa yang terjadi?
dan jika tidak dapat menghantarkan arus listrik apa
yang terjadi?”. Siswa menjawab pertanyaan tersebut.
Guru tidak langsung membetulkan jawaban yang salah,
tetapi menampung semua jawaban yang disampaikan
siswa. Pertanyaan tersebut bertujuan membantu siswa
menemukan masalah yang akan dipecahkan melalui
praktikum.
± 10
menit
Kegiatan
Pokok
5. Secara berkelompok, siswa dipersilahkan untuk
merumuskan masalah dan membuat hipotesis
percobaan.
6. Siswa menyiapkan beberapa larutan yang telah
ditugaskan untuk dibawa pada pertemuan sebelumnya.
7. Siswa merangkai alat, dan melakukan tes daya hantar
listrik setiap larutan dengan elektrolit tester.
8. Siswa mengamati fenomena yang terjadi, baik pada
± 70
menit
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 98
Langkah
Kegiatan Uraian Kegiatan Waktu
lampu maupun pada larutannya dan mencatat hasil
pengamatannya pada tabel hasil pengamatan.
9. Siswa mengkaji literatur untuk menemukan penjelasan
atas data pengamatan yang telah diperoleh.
10. Siswa menarik kesimpulan berdasarkan hasil
pengamatan dan kajian literatur.
11. Beberapa perwakilan siswa mengkomunikasikan secara
lisan atau salah satu kelompok mempresentasikan hasil
pengamatannya.
12. Siswa atau kelompok lain mencocokkan hasil
pengamatannya dan jika terjadi perbedaan
didiskusikan mana yang kemungkinan terjadi
kekeliruan.
Penutup
7. Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan
kesimpulan yang dapat diperoleh dari kegiatan yang
telah dilakukan.
8. Guru memberikan kesempatan bertanya bila masih ada
materi maupun penjelasan yang belum dimengerti
siswa.
9. Siswa diberikan tugas baca di rumah untuk
pembelajaran berikutnya.
± 10
menit
LEMBAR KERJA SISWA Pengujian Daya Hantar Listrik Larutan
I. Alat dan Bahan
1. Rangkaian alat percobaan 5. Air jeruk
2. Gelas Beaker 250 mL 6. Garam dapur (NaCl)
3. Pengaduk gelas 7. Asam asetat (CH3COOH)
4. Akuades 8. Larutan gula
II. Cara kerja
1. Sambungkan alat penguji elektrolit
dengan catu daya/sumber arus listrik
yang lain
2. Masukkan 100 mL akuades ke dalam gelas
beaker dan uji daya hantar listriknya
dengan memasukkan elektroda alat
penguji elektrolit ke dalam larutan (Catat
hasil pengamatanmu)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 99
3. Bersihkan beaker dan ulangi percobaan
untuk larutan-larutan yang berbeda.
III. Hasil Pengamatan
No
Larutan
Hasil pengamatan Keterangan
Lampu Gelembung Elektrolit Nonelektrolit
1 Air (H2O)
2 Air jeruk
3 Larutan NaCl
4 Larutan
CH3COOH
5 Larutan gula
Dengan mengkaji literatur, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut :
1. Mengapa ada lampu pijar yang menyala dan ada yang tidak menyala?
2. Mengapa suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik?
3. Pengamatan apa yang dapat menunjukkan suatu larutan merupakan elektrolit
lemah bila lampu tidak menyala?
4. Tuliskan reaksi ionisasi dari larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah yang
anda anda amati
5. Apa yang membedakan larutan elektrolit kuat dengan larutan elektrolit lemah?
DESKRIPSI ALAT PERAGA
Alat uji elektrolit digunakan untuk menentukan larutan apakah bersifat elektroli
kuat,lemah, atau non elektrolit. Sebagai penunjuk bahwa lartan bersifat elektrolit atau
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 100
non elektrolit bisa menggunakan lampu ataupun bel. Untuk lampu, apabila menyala
terang, maka termasuk elektrolit kuat,bila menyala redup maka termasuk elektrolit
lemah, dan bila tidak menyala termasuk non elektrolit.
LANGKAH_ LANGKAH PEMBUATAN ALAT PERAGA Membuat Alat Uji Larutan Elektrolit :
1. Rangkai baterai sesuai dengan kutubnya secara horizontal (mendatar).
2. Hubungkan baterai dengan kabel pada ujung kutub, dengan menggunakan lakban atau solder.
3. Di antara kabel yang berhubungan dengan kutub positif (+) dipasang lampu.
4. Kemudian pasang karbon diujung kabel positif dan negatif, dengan menggunakan lakban atau solder.
5. Kemudian alat tersebut rekatkan pada alas yang sebelumnya telah dibuat.
6. Hias alas dengan kreativitas masing-masing.
7. Alat siap digunakan untuk uji coba.
CARA MENGGUNAKAN ALAT PERAGA Alat ini mudah digunakan, yaitu cukup dengan mencelupkan elektroda karbon ke dalam
larutan yang diuji, lalu amati nyala lampu. Setelah selesai, jangan lupa mencuci
elektroda dengan air,lalu mengeringkannya dengan tisu baru dapat dipergunakan untuk
menguji larutan lain.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 101
DAFTAR PUSTAKA Ari Harnanto, Ruminten, 2009, Kimia untuk SMA dan MA kelas X, Pusat Pembukuan
Departemen Pendidikan Nasional.
Brady, James E., 1998, General Chemistry Principles and Structure (Alih Bahasa:
Sukmariah dkk., 1999, Kimia Universitas Asas dan Struktru), Binarupa
Aksara, Jakarta.
Holland, Julian, at al., 2000, The Kingfisher Science Encyclopedia (Alih Bahasa:
Sudarmono, dkk., 2005, Ensiklopedia Iptek), Lentera Abadi, Jakarta.
Silberman, Melvin L., 1996, Active Learning 101 Strategies to Teach Any Subject (Alih
bahasa: Sarjuli dkk., 2009, Active Learning 101 Strategi Pembelajaran Aktif),
Pustaka Insan Madani, Yogyakarta.
Soedjono, 2004, Evaluasi mandiri Kimia SMA, Erlangga, Jakarta.
Sri Juari Santosa, dkk., 2005, Kimia Untuk Kelas X, PT Intan Pariwara, Klaten.
http://fatonipgsd071644221.wordpress.com/2010/01/12/sintaks-tahapan-model-
model-pembelajaran/
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 102
REAKSI REDUKSI DAN OKSIDASI (REDOKS)
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar Menganalisis perkembangan konsep reaksi oksidasi- reduksi serta menentukan bilangan
oksidasi atom dalam molekul atau ion
Pengalaman Belajar Dengan mengikuti pembelajaran reaksi reduksi dan oksidasi, siswa akan memperoleh
pengalaman belajar:
1. Dapat menemukan sendiri contoh-contoh reaksi reduksi dan oksidasi dalam
kehidupan sehari-hari.
2. Mendapatkan sendiri konsep reaksi reduksi dan oksidasi melalui diskusi kelompok.
3. Dapat menentukan bilangan oksidasi atom-atom dalam molekul atau ion.
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa pada pembelajaran perhitungan kimia dibuat
berdasarkan kepada 5E Model, dengan sintaks sebagai berikut:
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 103
1. Engagement
Aktivitas pembelajaran pada tahapan ini bertujuan untuk mendapatkan
perhatian penuh dari siswa, menstimulasi cara berpikir mereka dan meberikan
apersepsi pada siswa agar mereka mengingat kembali materi prasyarat.
2. Exploration
Pada tahapan ini, siswa diberikan cukup waktu untuk berpikir, membuat
rencana untuk menyelesaikan masalah, menginvestigasi dan menyusun semua
informasi yang ada. Contohnya adalah siswa melakukan eksperimen-eksperimen
alat peraga.
3. Explanation
Dalam tahapan ini, siswa dilibatkan secara penuh dalam menganalisis hasil
eksplorasi yang telah mereka lakukan, lalu mereka mengkomunikasikan
beberapa temuan yang mereka peroleh.
4. Elaboration
Selanjutnya siswa diberikan kesempatan untuk menajamkan dan memperluas
pemahaman mereka.
5. Evaluation
Tahap evaluasi sebenarnya bisa dilakukan pada keempat tahapan di atas, guru
mengecek jalannya pembelajaran dan hasil yang diperoleh siswa, apakah tujuan
pembelajaran telah tercapai atau belum
Siklus pembelajaran 5E Model dapat dilihat dalam gambar berikut:
Engagement
Exploration
ExplanationElabotaion
Evaluation
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 104
MATERI REAKSI REDUKSI DAN OKSIDASI
Pengertian Reaksi Redoks Jika sepotong besi diletakkan diudara terbuka, ternyata lama kelamaan logam besi
tersebut berkarat. Mengapa logam besi dapat berkarat dan reaksi yang terjadi pada
logam besi itu? Jika sebuah apel dikupas sedikit kulitnya, maka dalam waktu tidak
terlalu lama kulit apel yang semua berwarna krem akan berubah menjadi coklat. Di
daerah tertentu ada budaya membunyikan mercon (petasan), jika ada suatu keluarga
mempunyai hajat tertentu dan mau mengundang tetangga atau kerabatnya. Petasan
tersebut disusun berderet panjang, diikat pada seutas tali serta digantung. Pada saat
petasan paling bawah disulut, akan segera meledak dan disusun ledakan-ledakan
berikutnya dari petasan yang ada di atasnya. Demikian seterusnya sampai semua
petasan itu habis meledak. Mengapa demikian? Peristiwa perkaratan logam besi,
berubahnya warna kulit apel yang dikupas dan petasan meledak merupakan beberapa
contoh reaksi reduksi-oksidasi (reaksi redoks). Apa reaksi redoks itu?
Berikut ini pengertian reaksi reduksi dan oksidasi sesuai urutan perkembangannya.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 105
Dikutip dari buku Kimia untuk SMA/MA kelas X, Budi Utami, dkk, Penerbit: Pusat
Perbukuan, Depdiknas, 2009
Dari contoh di atas, bilangan oksidasi atom Fe berubah dari +2 dalam FeO menjadi
+3 dalam Fe2O3. Karena bilangan oksidasi atom Fe naik, maka besi mengalami reaksi
oksidasi. Sedangkan atom O memiliki bilangan oksidasi 0 pada O2 berubah menjadi -2
pada senyawa Fe2O3. Bilangan oksidasi turun dari 0 menjadi -2, maka atom oksigen
mengalami oksidasi. Reaksi reduksi dan reaksi oksidasi selalu terjadi secara bersamaan
(simultan) dalam sebuah reaksi, yang disebut reaksi Redoks.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 106
Jika ada suatu zat yang mengalami reaksi reduksi dan sekaligus mengalami oksidasi,
reaksi demikian disebut reaksi autoredoks atau disproporsionasi.
Contoh:
6NaOH(aq) + 3Cl2(g) → 5NaCl(aq) + NaClO3(aq) +
3H2O(l) Bilangan oksidasi atom: +1 -2 +1 0 +1 -1 +1 +5 -2 +1 -
2
Bilangan oksidasi atom Cl dari 0 pada Cl2 (pereaksi) berubah (turun) menjadi +1
pada NaClO dan naik menjadi +5 pada NaClO3. Jadi atom Cl mengalami reaksi reduksi
dan sekaligus reaksi oksidasi.
Bilangan Oksidasi. Memperhatikan konsep reaksi redoks yang ketiga di atas, maka diperlukan
pemahaman tentang bilangan oksidasi. Lantas apa bilangan oksidasi itu dan bagaimana
cara menentukannya.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 107
Dikutip dari buku Kimia untuk SMA/MA kelas X, Budi Utami, dkk, Penerbit: Pusat
Perbukuan, Depdiknas, 2009
KEGIATAN PEMBELAJARAN
Kegiatan pembelajaran ini diberikan kepada siswa dengan syarat siswa sudah
memperoleh konsep tentang persamaan reaksi
Tujuan Pembelajaran: Siswa dapat memahami materi konsep reaksi reduksi dan oksidasi, bilangan
oksidasi dan tata nama senyawa berdasarkan bilangan oksidasi melalui pembelajaran
siswa aktif (active learning).
Langkah-langkah Pembelajaran:
Alokasi Waktu : 2 pertemuan @ 3 x 45 menit
Pertemuan 1 (3 x 45 menit)
Pembukaan (10 menit) 1. Guru membuka kelas dengan memberi salam kepada siswa
2. Guru menanyakan kondisi siswa dan apakah hari ini sudah siap untuk belajar kimia
3. Guru mengawali pelajaran dengan menunjukkan 3 fakta:
(1) 2 paku, 1 paku baru belum berkarat dan 1 lagi paku berkarat.
(2) sebuah apel yang kemudian diiris , dikupas sedikit kulitnya. Siswa diminta
mengamati kulit apel yang baru dikupas dan beberapa saat kemudian setelah
warna kulit apel yang dikupas berubah.
(3) selembar kertas dan kemudian dibakar. (engagement)
Ketiga fakta ini disampaikan untuk merangsang rasa ingin tahu siswa dan memberi
motivasi siswa untuk belajar materi reaksi redoks yang akan disampaikan hari ini.
4. Guru menanyakan materi yang sudah dikuasai siswa tentang persamaan reaksi,
pereaksi, hasil reaksi, reaksi ekivalen, pereaksi pembatas dan sebagainya
(engagement)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 108
5. Guru menyampaikan kompetensi dasar dan tujuan pembelajaran kimia hari ini.
Guru juga menyampaikan bahwa hari ini akan belajar reaksi redoks dengan metode
WALK GALERY.
Kegiatan Inti (110 menit)
1. Guru membagi kelas menjadi 3 kelompok dengan masing-masing kelompok harus
heterogen, ada siswa yang lemah dan ada siswa yang baik kemampuan
akademisnya,khususnya bidang kimia. Kelompok diberi nama tokoh-tokoh kimia.
Misalnya kelompok pertama diberi nama KELOMPOK DALTON, kelompok kedua
kelompok RUTHERFORD dan kelompok ketiga dengan nama THOMSON.
Kemudian guru membagi kertas bufalo dan spidol. Jika memungkinkan ada papan
tulis kecil dari gulungan kertas (flip chart), juga bisa digunakan. Atau jika
memungkinkan siswa bisa juga mempersiapkan sebuah presentasi dengan laptop.
2. Guru membagi tugas untuk masing-masing kelompok. Kelompok Dalton mendapat
tugas tentang bilangan oksidasi, kelompok Rutherford kebagian tugas
perkembangan konsep reaksi redoks dan kelompok Thomson mendapat tugas
tatanama senyawa.
3. Guru menjelaskan tugas yang harus dikerjakan siswa dalam masing-masing
kelompok, yaitu:
a) Masing-masing kelompok menyiapkan presentasi yang terbaik sesuai materi
yang ditugaskan oleh guru. Dalam membuat materi ini sebisanya semua
anggota kelompok terlibat aktif (menulis, memberi ide, meralat, memperbaiki
tulisan, dsb).
b) Kemudian masing-masing kelompok memilih seorang dari anggota kelompoknya
untuk menjadi presenter (penyaji), sedangkan anggota kelompok lain akan
menjadi pengunjung pada galeri kelompok-kelompok yang lain.
c) Sebelum kegiatan saling mengunjungi galeri kelompok lain dilakukan, masing-
masing kelompok dipersilahkan untuk melatih mempresentasikan materi yang
sudah disiapkan kepada anggota kelompoknya sendiri. Anggota kelompok yang
menjadi pendengar memberi masukan-masukan kepada presenter, agar
penyampaikan presentasi dari kelompoknya menjadi lebih baik.
Kegiatan ini memerlukan waktu sekitar 30 menit (Exploration)
Selama kegiatan a) s.d. c) guru berkeliling di antarakelompok-kelompok untuk
memantau aktivitas siswa dalam kelompok dan juga memberi masukan-masukan
seperlunya.
4. Berikutnya kegiatan mengunjungi galeri kelompok lain. (Exploration)
a) Anggota kelompok Dalton mengunjungi galeri punya kelompok Rutherford,
anggota kelompok Rutherford mengunjungi galeri kelompok Thomson dan
anggota kelompok Thomson mengunjungi galeri kelompok Dalton.
b) Setelah waktu presentasi sekitar 20 menit, kunjungan anggota kelompok ke
galerinya bergeser. Anggota kelompok Dalton geser ke galeri kelompok
Thomson, anggota kelompok Rutherford geser ke galeri Dalton dan anggota
kelompok Thomson ke galeri Rutherford.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 109
c) Setelah presentasi sekitar 20 menit, maka presentasi dihentikan dan anggota
kelompok yang berkunjung ke galeri kelompok-kelompok lain diminta kembali
ke kelompoknya.
5. Kegiatan berikutnya adalah diskusi dalam kelompoknya untuk merangkum semua
materi yang diperoleh dari galeri kelompok-kelompok lain. Dalam kelompok ini,
presenter yang tidak ikut berkunjung ke galeri lain diharapkan dapat memahami
dari penjelasan anggota lain yang mengunjungi galeri-galeri kelompok lain. Dalam
diskusi ini guru dapat memberi soal-soal atau kasus untuk pendalaman atau
pemantapan konsep dalam tiap-tiap kelompok.
Kegiatan ini memakan waktu 45 menit (Exploration and Explanation)
6. Siswa menjawab pertanyaan yang diberikan guru untuk mengetahui pemahaman
siswa terhadap materi yang dipelajari. (Evaluation)
Penutup (10 menit)
1. Siswa dan guru mengulas kembali tentang jalannya kegiatan yang baru saja
dilakukan. Guru meminta beberapa siswa untuk mengekukakan kesimpulan
tentang konsep reaksi redoks berdasarkan pengikatan dan pelepasan atom oksigen,
pengikatan dan pelepasan elektron dan perubahan bilangan oksidasi. Juga sekilas
tentang bilangan oksidasi dan tatanama senyawa.
2. Guru memberi penekanan terhadap kesimpulan siswa. Kesimpulan yang benar
diberi penekanan dan meluruskan jika kesimpulan siswa belum tepat.
3. Siswa mengemukakan kesan-kesan mereka terhadap pembelajaran yang telah
dilakukan.
Pertemuan 2 (3 x 45 menit)
Pembukaan (10 menit) 1. Guru membuka kelas dengan memberi salam kepada siswa
2. Guru menanyakan kondisi siswa dan apakah hari ini sudah siap untuk belajar kimia
3. Guru mengawali pelajaran dengan mengajukan 3 pertanyaan:
(a) apa yang dimaksud reaksi oksidasi berdasarkan pengikatan dan pelepasan atom
oksigen?
(b) apa yang dimaksud reaksi reduksi berdasarkan pengikatan dan pelepasan
elektron?
(c) apa yang dimaksud reaksi reduksi berdasarkan terjadinya perubahan bilangan
oksidasi ?
(d) apa nama senyawa FeCl2 dan XeF4 ?(engagement)
4. Guru menyampaikan kompetensi dasar dan tujuan pembelajaran kimia hari ini.
Guru juga menyampaikan bahwa hari ini akan belajar reaksi redoks dengan metode
CERDAS CERMAT. Sebaiknya guru juga sudah mempersiapkan hadiah untuk
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 110
kegiatan ini, meskipun hadiahnya berupa barang sederhana, seperti coklat, kue lain,
buku cerita, buku agama, dsb.
Kegiatan Inti (110 menit)
1. Guru membagi kelas menjadi 6 kelompok dengan masing-masing kelompok harus
heterogen, ada siswa yang lemah dan ada siswa yang baik kemampuan
akademisnya,khususnya bidang kimia. Pembagian kelompok dilakukan dengan
cara membagi 3 kelompok pada pertemuan sebelumnya, masing-masing menjadi 2
kelompok. Setelah itu masing-masing kelompok diminta memilih ketua kelompok
yang sekaligus menjadi juru bicara kelompok. Kemudian masing-masing ketua
kelompok diminta maju ke meja guru untuk mengambil undian nama kelompok
(nama kelompok diberi huruf A, B, C, D, E dan F).
2. Kemudian selama 30 menit, masing-masing kelompok ditugaskan untuk membuat
soal uraian dengan jawabannya (jawaban singkat) sebanyak 10 soal, mencakup
konsep redoks, bilangan oksidasi dan tatanama senyawa. Setelah selesai soal
dikumpulkan kepada guru. (Exploration)
3. Berikutnya kegiatan cerdas cermat (alokasi waktu sekitar = 80 menit)
a) Kegiatan ini sebaiknya guru dibantu oleh seorang kolega, bisa sesama guru
kimia, laboran, atau guru mata pelajaran lain, yang bertugas membantu
mengawasi peserta cerdas-cermat (siapa yang angkat tangan duluan, siapa yang
menjawab salah, dsb). (Exploration)
b) Guru mempersiapkan semua siswa dalam kelompoknya untuk mengikuti cerdas
cermat. Cerdas cermat dibagi menjadi 2 babak, yaitu babak reguler (giliran tiap
kelompok dan lemparan soal yang belum terjawab dengan benar) dan babak
adu cepat. Guru memulai membacakan soal-soal untuk kelompok A sebanyak 5
soal. Soal diambil acak dari soal-soal yang dibuat dan dikumpulkan oleh masing-
masing kelompok tadi. Soal dibaca dari soal nomor 1 kemudian langsung dijawab
juru bicara kelompok A. Jawaban benar diberi skor 100 dan jawaban salah diberi
skor 0. Jika jawaban salah oleh kelompok A, maka soal tersebut dilempar kepada
kelompok B. Jika kelompok B dapat menjawab benar mendapat skor 75 dan jika
salah mendapat skor 0. Jika kelompok B masih menjawab salah, maka soal
dilempar lagi ke kelompok C, begitu seterusnya. (Exploration)
c) Guru disamping membacakan soal dan memberi skor, juga memperhatikan
keaktifan siswa dalam masing-masing kelompok. (Exploration)
d) Jika semua kelompok sudah mendapat giliran, maka jumlah skor total direkap
oleh asisten guru tadi.
e) Kemudian guru membacakan skor sementara masing-masing kelompok dan
memberi semangat kepada semua kelompok.
f) Selanjutnya dimasuki babak adu cepat. Pada babak ini aturannya berubah,
dimana semua kelompok boleh tunjuk tangan dan siapa cepat dia yang
mendapat giliran menjawab. Yang menjawab tidak harus juru bicara. Jika
jawaban benar diberi skor 100 dan jika jawaban salah diberi skor minur (-) 100.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 111
Babak adu cepat dibatasi oleh jumlah soal, yaitu 12 soal atau 15 soal, disesuaikan
dengan waktu yang masih tersisa. (Exploration)
g) Setelah waktu habis atau jumlah soal yang disiapkan habis, maka kegiatan
cerdas cermat telah selesai. Asisten guru menghitung skor total, kemudian guru
menyebutkan skor akhir masing-masing kelompok. Kelompok yang mendapat
skor tertinggi dinyatakan sebagai pemenang. Jika ada 2 atau 3 kelompok
mempunyai skor tertinggi sama, maka diadu lagi dengan 1 atau 2 soal adu cepat
sampai diperoleh skor tertinggi. Dan yang mendapat skor tertinggi diberi hadiah
yang sudah disiapkan. (Explanation)
Penutup (15 menit)
1. Siswa dan guru mengulas kembali tentang kegiatan yang baru saja dilaksanakan
bersama.
2. Guru memberikan kesempatan kepada siswa bertanya tentang konsep reaksi redoks
dan juga tentang proses kegiatan yang baru selesai dilaksanakan.
3. Siswa mengemukakan kesan-kesan mereka terhadap pembelajaran yang telah
dilakukan.
DESKRIPSI ALAT PERAGA Alat peraga pada kegiatan pembelajaran reaksi redoks ini ada 2, yaitu alat peraga
yang merupa contoh-contoh reaksi terjadinya reaksi redoks dalam kehidupan kita,
yang sering ditemui siswa dalam hidup sehari-hari. Apel jika dikupas kulitnya semula
warnanya putih tulang atau krem segera berubah menjadi coklat karena ada zat
tertentu di dalam buah apel yang segera teroksidasi oleh oksigen di udara, sehingga
berubah warna menjadi coklat. Demikian juga perkaratan logam, termasuk logam besi
pada paku, adalah contoh reaksi redoks. Proses perkaratannya ada yang lambat ada
juga yang cepat tergantung kondisi lingkungan dimana logam tersebut berada. Contoh
lain reaksi redoks adalah reaksi pembakaran. Semua reaksi pembakaran, termasuk
kertas terbakar adalah reaksi redoks.
Alat peraga ini dihadirkan di hadapan siswa, supaya siswa lebih yakin dan mantap
dalam memahami konsep reaksi redoks, bahwa reaksi reduksi dan oksidasi itu memang
betul ada dalam kehidupan kita dan sangat banyak yang bermanfaat bagi hidup
manusia.
Sedangkan alat peraga kedua merupakan alat peraga yang dibuat sendiri oleh
siswa, yaitu berupa media presentasi untuk kegiatan pembelajaran dengan metode
WALK GALERY.
Alat dan Bahan:
Buah apel
Pisau
Paku yang bersih (belum berkarat) dan paku berkarat
Kertas
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 112
Korek api
Kertas dan papan flip chart atau laptop/notebook.
Cara Penyiapan Alat Peraga
Seperti deskripsi di atas, penyiapan alat peraga ini juga sangat mudah. Guru
menyiapkan satu buah apel dan alat/bahan tersebut di atas.
Cara Penggunaan Alat Peraga:
Setelah disiapkan alat dan bahan tadi di bawa ke kelas tempat pembelajaran.
Ketiga peraga contoh reaksi redoks ditunjukkan kepada siswa di depan kelas. Apel
diiris kulitnya atau dibelah dan belahannya dipersilahkan siswa mengamati. Kemudian
beberapa saat sesudahnya, ketika warna apelsudah berubah, siswa diminta mengamati
lagi. Kenapa terjadi demikian, siswa diminta mencari jawabannya. Kemudian
dilanjutkan dengan menunjukkan paku yang bersih dan paku berkarat. Apa yang terjadi
pada proses perkaratan atau korosi pada paku? Kemudian siswa diminta mencari
jawabannya pula, khususnya setelah siswa belajar reaksi redoks. Dan yang ketiga,
kertas dibakar di depan kelas dan siswa bisa mengamati dari tempat duduk mereka
masing-masing. Kemudian siswa diminta juga menemukan jawabannya, pada
pembakaran itu apa yang mengalami reaksi oksidsi dan apa yang mengalami reduksi.
Sementara untuk alat peraga kedua, berupa flipchart atau media presentasi lain,
guru menyiapkan untuk masing-msing kelompok atau masing-masing kelompok
disuruh membuat presentasi sesuai tugasnya dan siap untuk dipresentasikan.
DAFTAR PUSTAKA:
Harnanto, Ari dan Ruminten, 2009, Kimia 1 untuk SMA/MA Kelas X, Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional, Jajarta.
Mortimer, Charles E., 1983, Chemistry, Fifth Edition, Wadsworth Publishing Company,
Belmont, California.
Purba, Michael, 2006, Kimia untuk SMA Kelas X, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Utami, Budi; Agung Nugroho Agung Saputro; Lina Mahardiani; Sri Yamtinah dan Bakti
Mulyani, 2009, Kimia untuk SMA dan MA Kelas X, Pusat Perbukuan Departemen
Pendidikan Nasional, Jajarta.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 113
TATANAMA SENYAWA
http://kir-31.blogspot.com/2010/04/10-reaksi-kimia-yang-paling-menakjubkan.html
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar Dalam pembelajaran ini, siswa akan memiliki kemampuan:
1. Menerapkan aturan IUPAC untuk penamaan senyawa anorganik dan organik
sederhana.
2. Menalar aturan IUPAC dalam penamaan senyawa anorganik dan organik
sederhana.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 114
Pengalaman Belajar Melalui pembelajaran tatanama senyawa, siswa akan memperoleh pengalaman belajar:
1. Menemukan aturan penamaan senyawa anorganik dan organik sederhana
2. Menerapkan aturan IUPAC dalam penamaan senyawa anorganik dan organik
sederhana
3. Berkolaborasi memberi nama senyawa anorganik dan organik sederhana.
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa pada pembelajaran bentuk molekul ini dibuat
berdasarkan kepada 5E Model, yaitu:
1. Engagement
aktivitas pembelajaran pada tahapan ini bertujuan untuk mendapatkan
perhatian penuh dari siswa, menstimulasi cara berpikir mereka dan meberikan
apersepsi pada siswa agar mereka mengingat kembali materi prasyarat.
2. Exploration
Pada tahapan ini, siswa diberikan cukup waktu untuk berpikir, mebuat rencana
untuk menyelesaikan masalah, menginvestigasi dan menyusun semua informasi
yang ada. Contohnya adalah siswa melakukan eksperimen-eksperimen alat
peraga.
3. Explanation
Dalam tahapan ini, siswa dilibatkan secara penuh dalam menganalisis hasil
eksplorasi yang telah mereka lakukan, lalu mereka mengkomunikasikan
beberapa temuan yang mereka peroleh.
4. Elaboration
Selanjutnya siswa diberikan kesempatan untuk menajamkan dan memperluas
pemahaman mereka.
5. Evaluation
Tahap evaluasi sebenarnya bisa dilakukan pada keempat tahapan di atas, guru
mengecek jalannya pembelajaran dan hasil yang diperoleh siswa, apakah tujuan
pembelajaran telah tercapai atau belum.
MATERI TATANAMA SENYAWA
Penamaan senyawa pada masa dahulu didasarkan pada berbagai hal, misalnya tempat,
penemu, dan sifat tertentu dari senyawa yang bersangkutan. Untuk memudahkan
penamaan suatu zat dan diketahui secara internasional sangat diperlukan adanya badan
yang mengatur tentang hal ini. IUPAC (International Union Pure and Applied Chemistry
adalah badan internasional yang mengatur tentang tatanama zat kimia yang ada di alam
dunia ini.
Untuk memudahkan penamaan senyawa dikelompokkan menjadi 2 yaitu senyawa
anorganik dan organik. Senyawa anorganik dibedakan lagi menjadi 2 yaitu senyawa
anorganik biner dan anorganik poliatom. Sedangkan senyawa organik dibedakan
menjadi 2 juga, senyawa organik sederhana dan senyawa organik rumit.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 115
Secara umum tatanama senyawa dapat diklasifikasi sebagai berikut :
TATANAMA SENYAWA ANORGANIK
1. Senyawa biner
Adalah senyawa yang terdiri dari 2 jenis atom. Contoh : NaCl, H2O, dsb.
a. Senyawa biner ionik
Terdiri dari unsur logam dengan non logam, dengan rangkaian Logam-non
logam diberi akhiran –ida.
Contoh :
RUMUS KIMIA NAMA SENYAWA
NaCl Natrium klorida
MgBr2 Magnesium bromida
Al2O3 Aluminium oksida
ZnS Seng sulfida
CaO Kalsium oksida
Mg3N2 Magnesium nitrida
Untuk senyawa yang bilangan oksidasinya lebih dari satu jenis maka perlu
dituliskan dengan angka romawi setelah nama logam disebutkan.
TATANAMA
Senyawa anorganik Senyawa organik
Senyawa
biner
Senyawa
sederhana
Senyawa
poliatom
Senyawa organik
kompleks
Senyawa
ionik
Senyawa
kovalen
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 116
Contoh :
RUMUS KIMIA NAMA SENYAWA
FeO Besi(II) oksida
Cu2O Tembaga(I) oksida
FeCl3 Besi(III) klorida
PbI2 Timbal(II) iodida
CuS Tembaga(II) sulfida
SnO2 Timah(IV) oksida
b. Senyawa biner kovalen
Terdiri dari unsur non logam-non logam, diberi akhiran –ida.
Jika pasangan unsur hanya membentuk satu senyawa, maka index tidak
disebutkan.
Contoh :
RUMUS KIMIA NAMA SENYAWA
HCl Hidrogen klorida
H2S Hidrogen sulfida
HF Hidrogen fluorida
Jika pasangan unsur membentuk 2 senyawa atau lebih, maka index disebutkan
dalam bahawa Yunani.
Awalan dalam bahasa Yunani :
Contoh :
RUMUS KIMIA NAMA SENYAWA
CO Karbon monoksida
CO2 Karbon dioksida
P2O3 Difosfor trioksida
P2O5 Difosfor pentaoksida
NO Nitrogen monoksida
NO2 Nitrogen dioksida
N2O Dinitrogen monoksida
PCl3 Fosfor triklorida
PCl5 Fosfor pentaklorida
1 = mono 6 = heksa 2 = di 7 = hepta 3 = tri 8 = okta 4 = tetra 9 = nona 5 = penta 10 = deka
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 117
2. Senyawa poliatom
Terdiri dari kation dan anion poliatom atau bisa juga kation poliatom dan anion.
Penamaannya didahulukan kation kemudian diikuti anion. Jika kation adalah
logam yang memiliki bilangan oksidasi lebih dari satu macam, maka diikuti
dengan angka romawi.
Contoh :
RUMUS KIMIA NAMA SENYAWA
Na2CO3 Natrium karbonat
Al(NO3)3 Aluminium nitrat
KMnO4 Kalium permanganat
MgSO4 Magnesium sulfat
Li3PO4 Litium fosfat
NH4Cl Amonium klorida
Fe(NO3)3 Besi(III) nitrat
PbSO4 Besi(II) sulfat
TATANAMA SENYAWA ORGANIK SEDERHANA
Senyawa organik sangatlah banyak jumlahnya, penamaannya mengikuti aturan
IUPAC berdasarkan gugus fungsinya. Berikut ini adalah contoh nama senyawa
organik sederhana yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Contoh :
NAMA SENYAWA RUMUS KIMIA
Metana CH4
Etana C2H6
Propana C3H8
Etena C2H4
Propena C3H6
Etuna C2H2
Asam cuka/asam asetat CH3COOH
Propanon/aseton C3H6O
Etanol C2H5OH
Glukosa C6H12O6
Sukrosa C12H22O11
CONTOH KEGIATAN PEMBELAJARAN (pertemuan-1) 3 x 45 menit
Kegiatan pembelajaran ini sebaiknya diberikan pada siswa yang sudah memiliki
pemahaman tentang senyawa ionik, senyawa kovalen, dan konsep bilangan oksidasi.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 118
Tujuan Pembelajaran :
Siswa dapat mengaplikasikan tatanama senyawa anorganik dan organik
Pembukaan (20 menit)
1. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru berhubungan dengan kondisi
dan pembelajaran sebelumnya
2. Siswa dibagi menjadi kelompok kecil, tiap kelompok terdiri atas 4 siswa secara
acak.
3. Siswa ditunjukkan beberapa lambang unsur dan ion pada sebuah charta dan
menjawab pertanyaan tentang nama beberapa unsur dan ion untuk
menghubungkan antara materi yang telah dipelajari dengan materi tatanama
kimia. (Engagement)
4. Siswa ditunjukkan rumus molekul beberapa senyawa pada charta dan diberi
pertanyaan “Bagaimana caranya memberi nama NaCl atau sebaliknya bagaimana
kita menuliskan rumus molekul dari asam sulfat?” (Engagement)
5. Siswa menyebutkan contoh nama-nama senyawa dan rumus kimianya dalam
kehidupan nyata. (Engagement)
6. Siswa menerima penjelasan materi pembelajaran yang akan disampaikan dan
tujuan pembelajaran yang akan dicapai.(Engagement)
Kegiatan inti (90 menit)
1. Sebelum kegiatan inti dimulai, guru memastikan setiap kelompok siswa
mendapatkan kartu-kartu berisi rumus ion dan molekul serta lembar kerja
2. Guru memberikan penjelasan bahwa siswa diminta untuk menghafal nama ion
sesuai kartu yang diperoleh secara berkelompok.
3. Siswa dalam kelompoknya mencatat data pengamatan hasil kerjanya dalam
lembar kerja yang disiapkan. (exploration)
4. Secara bergantian siswa mencatat dan menghafal nama-nama ion dan molekul.
(exploration)
5. Siswa mendiskusikan data yang mereka dapatkan bersama teman dalam
kelompoknya untuk kemudian mencari hubungan antara data-data yang didapat
sampai diperoleh rumusan. (explanation).
6. Selanjutnya siswa berdiskusi dengan teman di kelompoknya untuk menjawab
pertanyaan di LKS. (explanation)
7. Beberapa perwakilan siswa mengkomunikasikan secara lisan atau
mempresentasikan hasil kerja yang telah dilakukan di kelompok masing-masing.
Siswa lainnya memberikan umpan balik secara aktif terhadap presentasi
temannya.(explanation)
8. Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan kesimpulan yang dapat
diperoleh dari kegiatan yang telah dilakukan.(Elaboration)
9. Siswa mengerjakan soal posttest untuk mengetahui pemahaman siswa terhadap
materi yang dipelajari. (Evaluation)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 119
Penutup (25 menit)
1. Siswa dan guru mengulas kembali kesimpulan dari explorasi yang telah mereka
lakukan. Pada kegiatan ini, guru memberikan pertanyaan-pertanyaan bimbingan
untuk menguatkan pemahaman siswa terhadap materi yang baru saja diajarkan.
2. Guru memberikan kesempatan bertanya bila masih ada materi maupun
penjelasan mengenai tugas yang belum dimengerti siswa.
3. Siswa mengemukakan kesan-kesan mereka terhadap pembelajaran yang telah
dilakukan.
LEMBAR KERJA SISWA
Langkah kerja:
Siswa dibagi menjadi kelompok kecil, tiap kelompok terdiri dari 3 siswa.
Masing-masing kelompok diberikan 1 set kartu nama dan rumus kimianya, siswa
mengidentifikasi dan menghafal nama-nama ion tersebut selama 30 menit.
Siswa diminta membaca petunjuk pada lembar kerja siswa dan mengisinya.
Tugas siswa:
Menuliskan kembali nama dan rumus kimia sesuai dengan tabel berikut :
1. Lengkapilah tabel tatanama senyawa ion berikut :
NO RUMUS
ION
POSITIF
NAMA SENYAWA RUMUS
ION
NEGATIF
NAMA SENYAWA
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 120
2. Lengkapilah tabel rumus kimia dan nama senyawa kovalen berikut :
NO RUMUS KIMIA NAMA SENYAWA
3. Lengkapilah tabel tatanama senyawa organik berikut :
NO RUMUS KIMIA NAMA SENYAWA
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 121
DESKRIPSI ALAT PERAGA
KARTU NAMA KIMIA (Untuk Materi Tatanama Senyawa Kimia)
Alat peraga ini digunakan untuk membantu daya ingat siswa dalam memberikan nama
senyawa kimia sesuai dengan aturan IUPAC. Dengan menggunakan alat peraga ini
diharapkan siswa lebih mudah dan lebih cepat memahami tentang konsep tatanama
senyawa anorganik dan organik.
Alat dan Bahan : 12. Karton duplek
13. Kertas warna
14. Gunting
15. Lem
Langkah-langkah Pembuatan : 1. Buatlah daftar rumus ion dan senyawa yang ditargetkan
2. Cetak di atas kertas berwarna
3. Gunting dan tempelkan diatas kertas karton agar lebih tahan lama
Cara Menggunakan Alat Peraga 1. Alat peraga berupa kartu-kartu ini dibuat untuk memudahkan dan
mempercepat proses siswa menghafal.
2. Kartu-kartu ini bisa digunakan untuk kegiatan CERDAS CERMAT, sehingga
proses pembelajaran lebih menarik dan menyenangkan.
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James, 1990, General Chemistry, Fifth Edition, New York, John Wiley & Sons, Inc.
Hananto, Ari & Ruminten, 2009, Kimia 1 untuk Kelas X, Jakarta, Pusat Perbukuan
Depdiknas.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 122
HUKUM DASAR KIMIA
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar
Menerapkan hukum-hukum dasar kimia untuk menyelesaikan perhitungan kimia.
Pengalaman Belajar
Dengan mengikuti pembelajaran hukum dasar kimia, siswa akan memperoleh
pengalaman belajar:
1. Menemukan hukum dasar kimia, yaitu hukum Lavoisier, hukum Gay Lussac,
hukum Proust dan hukum Avogadro, melalui kegiatan demonstrasi
2. Berkolaborasi dalam menemukan konsep dan memecahkan masalah
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa pada pembelajaran hukum-hukum dasar kimia
dibuat berdasarkan kepada 5E Model dari NASA. 5E model tersebut adalah:
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 123
1. Engagement
Aktivitas pembelajaran pada tahapan ini bertujuan untuk mendapatkan
perhatian penuh dari siswa, menstimulasi cara berpikir mereka dan meberikan
apersepsi pada siswa agar mereka mengingat kembali materi prasyarat.
2. Exploration
Pada tahapan ini, siswa diberikan cukup waktu untuk berpikir, membuat
rencana untuk menyelesaikan masalah, menginvestigasi dan menyusun semua
informasi yang ada. Contohnya adalah siswa melakukan eksperimen-eksperimen
alat peraga.
3. Explanation
Dalam tahapan ini, siswa dilibatkan secara penuh dalam menganalisis hasil
eksplorasi yang telah mereka lakukan, lalu mereka mengkomunikasikan
beberapa temuan yang mereka peroleh.
4. Elaboration
Selanjutnya siswa diberikan kesempatan untuk menajamkan dan memperluas
pemahaman mereka.
5. Evaluation
Tahap evaluasi sebenarnya bisa dilakukan pada keempat tahapan di atas, guru
mengecek jalannya pembelajaran dan hasil yang diperoleh siswa, apakah tujuan
pembelajaran telah tercapai atau belum
Siklus pembelajaran 5E Model dapat dilihat dalam gambar berikut:
Engagement
Exploration
ExplanationElabotaion
Evaluation
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 124
MATERI HUKUM DASAR KIMIA
1. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)
Apabila kita membakar kayu, maka hasil pembakaran hanya tersisa abu yang massanya
lebih ringan dari kayu. Hal ini bukan berarti ada massa yang hilang. Akan tetapi, pada
proses ini kayu bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan abu, gas karbon dioksida
dan uap air. Jika massa gas karbon dioksida dan uap air yang menguap diperhitungkan
(ikut ditimbang), maka hasilnya akan sama.
2. Hukum Perbandingan Volume (Hukum Gay Lussac)
Kimiawan Perancis, Joseph Louis Gay Lussac, mengamati volume-volume gas-gas
yang terlibat dalam reaksi gas. Dari sekian banyak eksperimen tentang reaksi kimia
berbagai macam gas, diantaranya seperti digambarkan berikut
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 125
Menurut Gay Lussac, 2 volume gas hidrogen bereaksi dengan 1 volume gas oksigen
menghasilkan 2 volume uap air. Pada reaksi pembentukan uap air, agar reaksi
sempurna, untuk setiap 2 volume gas hidrogen diperlukan 1 volume gas oksigen
menghasilkan 2 volume uap air.
Dari riset-risetnya, Gay Lussac sampai pada kesimpulan bahwa “Volume gas-gas yang
bereaksi dan volume gas hasil reaksi pada reaksi kimia berupa gas akan berbanding
sebagai bilangan bulat dan sederhana, jika dilakukan pada suhu dan tekanan yang tetap”.
Rumusan ini dikenal dengan hukum Perbandingan volume (Hukum Gay Lussac).
Dalam reaksi-reaksi gas selanjutnya jika kita amati, perbandingan volume gas-gas yang
terlibat dalam reaksi itu sama dengan perbandingan koefisiennya pada persamaan
reaksi yang sudah disetarakan.
Misalnya:
1. Pada reaksi gas berikut: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g), perbandingan volume gas N2, H2
dan NH3 dalam reaksi itu sama dengan perbandingan koefisiennya, yaitu 1 : 3 : 2.
Artinya: 1 liter gas N2 tepat dapat bereaksi dengan 3 liter gas H2 dan menghasilkan
tepat 2 liter gas NH3, jika diukur pada suhu dan tekanan yang tetap.
2. Pada reaksi : 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g), pada suhu dan tekanan tetap, 2 liter gas SO2
tepat membutuhkan 1 liter gas O2 untuk membentuk 2 liter gas SO3
Hukum Perbandingan Tetap (Hukum Proust)
Pada modul sebelumnya, Anda telah mempelajari rumus kimia senyawa dan Anda telah
mengenal berbagai senyawa yang dibentuk oleh dua unsur atau lebih. Sebagai contoh
air, H2O, terbentuk dari unsur hidrogen dan oksigen. Seperti Anda ketahui bahwa materi
mempunyai massa, termasuk hidrogen dan oksigen. Bagaimana perbandingan massa
unsur hidrogen dan oksigen tersebut dalam air?
Ilmuwan Perancis, Joseph Louis Proust (1754-1826), melalui percobaannya sampai
pada kesimpulan bahwa “perbandingan massa unsur-unsur penyusun senyawa selalu
tetap”. Berarti, di dalam senyawa air, H2O tersebut, perbandingan massa H dibanding
massa O selalu tetap, yaitu selalu 1 : 8. Perbandingan ini tidak tergantung pada jumlah
air, berapapun banyak air yang dibentuk oleh H dan O. Penemuan ini dikenal dengan
sebutan Hukum Perbandingan Tetap Proust.
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)
2 mol H2(g) + 1 mol O2(g) → 2 mol H2O(g)
2 vol H2(g) + 1 vol O2(g) → 2 vol H2O(g)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 126
Pahamkah Anda?
Contoh:
Jika kita mereaksikan 4 gram hidrogen dengan 40 gram oksigen, berapa gram air yang
dihasilkan?
Penyelesaian:
Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen = 1 : 8
Perbandingan massa hidrogen dengan oksigen yang dicampurkan = 4 : 40. Karena
perbandingan hidrogen dan oksigen = 1 : 8, maka 4 gram hidrogen memerlukan 4 x 8
gram oksigen, yaitu 32 gram. Untuk kasus ini oksigen yang dicampurkan tidak bereaksi
semuanya, oksigen masih bersisa sebanyak 40 – 32 = 8 gram.
Sekarang kita akan menghitung berapa gram air yang terbentuk dari 4 gram hidrogen
dan 32 gram oksigen? Tentu saja 36 gram.
Ditulis sebagai H2 + O2 H2O
Perbandingan massa 1 gram : 8 gram 9 gram
Jika awal reaksi 4 gram 40 gram …. Gram
Yang bereaksi 4 gram 32 gram 36 gram
Oksigen bersisa = 8 gram.
Untuk lebih paham, coba Anda kerjakan latihan berikut!
1. Perbandingan massa tembaga dan belerang dalam tembaga(II)sulfida, CuS, adalah 2
: 1 . Untuk membentuk 39 gram CuS, tentukan:
a. massa tembaga yang dibutuhkan!
b. massa belerang yang dibutuhkan!
2. Perbandingan massa besi dan belerang dalam senyawa besi(II)sulfida, FeS, adalah 7
: 4. Jika tersedia 14 gram besi, maka tentukan:
a. massa belerang yang diperlukan!
b. massa senyawa FeS yang dihasilkan!
3. Perbandingan massa besi dan belerang dalam senyawa besi(II)sulfida adalah 7 : 4.
Jika 21 gram besi direaksikan dengan 16 gram belerang, tentukan:
a. massa senyawa FeS yang dihasilkan!
b. massa unsur yang tersisa! Unsur apa yang tersisa tersebut, besi atau belerang?
1. Bila logam magnesium dibakar dengan gas oksigen akan diperoleh senyawa
magnesium oksida. Hasil percobaan seperti pada tabel berikut:
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 127
Tabel 5… Hasil reaksi magnesium dengan oksida
Massa Mg
(g)
Massa Oksigen
(g)
Massa Magnesium oksida, MgO
(g)
Unsur yang
bersisa
45 8 20 33 gram Mg
12 40 20 32 gram O
6 20 10 16 gram O
45 16 40 21 gram Mg
a. Apakah data di atas menunjukkan berlakunya hukum perbandingan tetap
(Proust)?
b. Jika berlaku, berapa perbandingan massa magnesium dan oksigen dalam
senyawa magnesium oksida?
Jika Anda sudah mengerjakannya, coba cocokkan jawaban Anda dengan penyelesaian
berikut!
1. Perbandingan massa Cu dan S = 2 : 1. Jumlah perbandingan (senyawa CuS) = 3.
Untuk membentuk 39 gram senyaw CuS diperlukan:
a. Cu sebanyak 2/3 x 39 = 26 gram
b. S sebanyak 1/3 x 39 = 13 gram
2. Perbandingan massa besi dan belerang dalam FeS = 7 : 4. Jumlah perbandingan
(senyawa FeS) = 11. Tersedia 14 gram besi, untuk membentuk senyawa FeS:
a. S yang diperlukan = 4/7 x 14 = 8 gram
b. Massa FeS yang dihasilkan = 11/7 x 14 = 22 gram
3. Perbandingan massa Fe dan S dalam senyawa FeS = 7 : 4. Jumlah perbandigan
(senyawa FeS) = 11. Jika tersedia 21 gram Fe dan 16 gram S, maka:
Perbandingan massa Fe tersedia dg perbandingan massa Fe dalam senyawa = 21/7 = 3
Perbandingan massa S tersedia dg perbandingan massa S dalam senyawa = 16/4 =
4
Hasil perbandingan ini yang kecil sebagai patokan awal hitungan, unsur tersebut
akan habis bereaksi dan disebut pereaksi pembatas. Dalam soal ini perbandingan
yang kecil adalah Fe, yaitu 3. Maka:
a. Massa FeS yang terjadi = 11/7 x 21 = 33 gram
b. Massa S yang diperlukan = 4/7 x 21 = 12 gram dan massa S tersisa = 16 – 12 = 4
gram.
4. Data soal latihan nomor 4 sesuai dengan Hukum Perbandingan Tetap karena dari
data 1, 2, 3 dan 4 perbandingan massa Mg : massa O dalam senyawa MgO selalu
tetap, yaitu 12 : 8 = 3 : 2.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 128
KEGIATAN PEMBELAJARAN Kegiatan pembelajaran ini diberikan kepada siswa yang sudah mendapatkan materi
tentang massa atom relatif (Ar) dan massa molekul relatif (Mr)
Tujuan Pembelajaran: Setelah proses pembelajaran ini siswa dapat menemukan sendiri konsep hukum
kekekalan massa, hukum Gay Lussac, dan hukum Proust melalui kegiatan
praktikum/demonstrasi serta ceramah dari guru.
Langkah-langkah Pembelajaran Alokasi Waktu : 1 pertemuan @ 3 jam pelajaran
Pertemuan 1 : 3 x 45 menit
Pembukaan (10 menit): 1. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru berhubungan dengan kondisi dan
pembelajaran sebelumnya
2. Siswa menjawab pertanyaan tentang materi yang berkaitan dengan pembelajaran
sebelumnya tentang massa molekul relatif suatu senyawa dan menuliskan beberapa
rumus kimia/molekul serta Ar masing-masing atom penyusunnya. (engagement)
3. Siswa diberi pertanyaan, misalnya:
a. Ketika bensin dibakar dalam mesin kendaraan bermotor, kenapa tidak ada zat
tersisa dalam mesin? Kemana zat hasil pembakaran itu, dan bagaimana massa
zat hasil pembakarannya? (engagement)
b. Kenapa ban sepeda motor/mobil yang diisi angin penuh dengan tekanan tinggi
ketika diletakkan di tempat yang kena panas matahari dapat meletus?
(engagement)
4. Siswa menerima penjelasan materi pembelajaran yang akan disampaikan dan tujuan
pembelajaran yang akan dicapai.(engagement)
Kegiatan Inti (90 menit):
Kegiatan untuk hukum Lavoisier (Praktikum-1)
1. Siswa mengamati alat-alat yang akan digunakan dalam percobaan, lalu masing-
masing kelompok mengambil alat dan bahan seperti pada lembar kegiatan siswa
Praktikum-1, untuk membuktikan hukum Lavoisier dengan pembakaran kertas
menggunakan kaca pembesar (lup). (engagement)
2. Siswa dalam kelompoknya memasukkan kertas kering yang disiapkan ke dalam labu
kaca dan ditutup rapat, kemudian siswa menimbang. Siswa lainnya dalam kelompok
mencatat massa hasil penimbangan (Exploration)
3. Siswa sesuai kelompoknya menuju lapangan/halaman mencari tempat yang sinar
mataharinya langsung, tidak terhalang. Mereka kemudian mengarahkan fokus sinar
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 129
matahari yang melewati kaca pembesar kepada kertas kering yang berada dalam
botol kaca (exploration)
4. Siswa menunggu beberapa saat sampai kertas dalam kaca terbakar dan menunggu
sampai kertas habis terbakar. Siswa mengamati dan menuliskan hasil pengamatan
mereka.(exploration)
5. Kemudian siswa bersama dalam kelompoknya kembali menuju kelas/laboratorium
untuk menimbang kembali massa botol tertutup berisi kertas yang sudah terbakar.
Tidak lupa mereka mencatat hasil penimbangan dan menulis pada lembar kerja
yang disiapkan. (exploration)
6. Kemudian guru mempersilahkan siswa duduk berkelompok sesuai kelompoknya
dan mendiskusikan hasil pengamatan mereka. Dalam kelompok diskusi itu siswa
diminta untuk menuliskan kesimpulan dari kegiatan tersebut, dikaitkan dengan
hukum kekekalan massa (hukum Lavoisier). (explanation).
7. Siswa diminta mengerjakan beberapa soal mengenai hukum Lavoisier dalam lembar
kerja yang sudah disiapkan dengan cara berdiskusi dalam kelompoknya.
(elaboration)
8. Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan kesimpulan yang dapat
diperoleh dari percobaan yang telah dilakukan.(Elaboration) 9. Siswa menjawab pertanyaan yang diberikan guru untuk mengetahui pemahaman
siswa terhadap materi yang dipelajari. (Evaluation)
Kegiatan dilanjutkan dengan Percobaan untuk Hukum Gay Lussac (praktikum-2)
1. Siswa mengamati alat-alat yang akan digunakan dalam percobaan, lalu masing-
masing kelompok mengambil alat dan bahan seperti pada lembar kegiatan siswa
Praktikum-2, untuk membuktikan hukum Gay Lussac.
2. Siswa bekerja dalam kelompoknya. Salah satu siswa menyiapkan piring untuk
diisi dengan air. Siswa lain menyiapkan lilin dan diletakkan di tengah-tengah
piring yang berisi air tersebut, kemudian siswa ini menyalakan lilin tersebut.
Siswa yang lain lagi menutup lilin menyala tadi dengan gelas kimia (beaker
glass) secara terbalik sampai nyala lilin mati. Seluruh siswa dalam kelompok
mengamati dan menulis data hasil pengamatan mereka. (exploration)
3. Kegiatan dilakukan sebanyak 2 kali dengan siswa yang berperan dalam kegiatan
tersebut disarankan bergantian. Siswa yang tadi menyiapkan piring berisi air
diganti siswa lain, begitu juga siswa yang menyalakan dan seterusnya.
(exploration)
4. Kemudian siswa berdisikusi kembali mengenai hasil percobaan kedua ini dan
dikaitkan dengan hukum Gay Lussac, kemudian menuliskan hasil diskusinya
dalam lembar kerja yang sudah disiapkan. (explanation)
5. Beberapa siswa dari perwakilan beberapa kelompok mengkomunikasikan
secara lisan atau mempresentasikan hasil pengerjaan soal dan ditanggapi secara
aktif oleh siswa lain.(explanation )
6. Siswa dan guru secara bersama-sama mendiskusikan kesimpulan yang dapat
diperoleh dari percobaan yang telah dilakukan.(Elaboration)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 130
7. Siswa menjawab pertanyaan yang diberikan guru untuk mengetahui pemahaman
siswa terhadap materi yang dipelajari. (Evaluation)
Penutup (35 menit): 1. Bersama siswa guru mengulas kembali kesimpulan siswa dan memberi penekanan-
penekanan terhadap kesimpulan yang benar dan meluruskan kesimpulan siswa
yang kurang tepat.
2. Guru memperdalam konsep siswa dengan memberi tugas untuk menerapkan
konsep mol yang didapat pada beberapa soal. Soal terlampir.
3. Siswa mengemukakan kesan-kesan mereka terhadap pembelajaran yang dilakukan.
LEMBAR KERJA SISWA
1. Hukum Kekelan Massa
Lakukan kegiatan berikut sesuai langkah-langkah di bawah ini:
1. Masukkan secarik kertas putih kering ke dalam botol bersih dan kering, lalu
tutuplah dengan rapat.
2. Timbanglah botol yang berisi kertas putih itu dengan neraca, kemudian catat
massanya.
3. Bawa botol yang berisi kertas putih tersebut ke terik matahari dan fokuskan sinar
matahari pada kertas dalam botol, dengan menggunakan kaca pembesar (lup),
sehingga kertas dalam botol terbakar.
4. Anda catat apa yang terjadi, setelah kertas putih dalam botol terbakar, dan timbang
kembali, setelah kertas putih terbakar.
5. Bandingkan massa sebelum dan sesudah pembakaran.
Lembar Pengamatan:
Pereaksi/sebelum terbakar
Zat Warna Wujud Massa Sebelum
Reaksi
Hasil reaksi/setelah terbakar:
Zat Warna Wujud Massa Sebelum
Reaksi
Arang
Persamaan reaksi:
C6H12O6 + ……. → ……… + ……….
Kertas gas oksigen arang/karbon uap air
Tulis kesimpulan Anda!
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 131
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………
Hukum Gay Lussac
Lakukan kegiatan berikut sesuai kelompok Anda:
1. Ambil piring dan isi dengan air kira-kira setengahnya.
2. Letakkan lilin setinggi kurang lebih 5 cm di tengah-tengah piring yang berisi air
tersebut.
3. Nyalakan lilin dan tunggu sampai nyalanya stabil dengan nyala terbesar.
4. Tutup nyala lilin dengan gelas kimia kosong kering dalam posisi terbalik sampai
mulut gelas kimia terendam air dalam piring.
5. Tunggu sampai lilin mati dan biarkan gelas kimia tersebut. Amati apa yang terjadi
dan tuliskan data pengamatan Anda.
Hasil pengamatan:
1. Ketika nyala lilin ditutup dengan gelas kimia, apa yang terjadi?
(jawaban diharapkan: nyala lilin mati perlahan-lahan)
2. Bagaimana warna gas atau udara di atas lilin di dalam gelas kima ? Gas apa itu
menurut Anda?
(udara di atas permukaan air menjadi putih keruh, seperti warna asap)
3. Bagaimana permukaan air dalam gelas kimia? Mengapa demikian? Diskusikan
dengan teman-temanmu!
(permukaan air naik, lebih tinggi dari permukaan air di luar gelas kimia. Alasannya:
1. Saat lilin menyala suhu di ruangan di dalam gelas kimia terbalik naik, ketika suhu
naik maka tekanan juga naik. Ketika lilin mati suhunya turun dan saat suhu turun,
maka tekanan udara diatas permukaan air dalam gelas kimia terbalik juga turun,
maka agar tekanan udara sama dengan luar, volumenya diperkecil dengan cara
menaikkan permukaan air. Jawaban ini berdasar konsep hukum Gay Lussac,
bahwa P/T = konstan, saat suhu naik, maka tekanan ikut naik dan sebaliknya.
2. Alasan kedua, volume udara di dalam ruang gelas kimia terbalik sebelum reaksi
lebih besar dibanding setelah reaksi (lilin mati). Jika volume lebih kecil tekanan
udara juga menjadi lebih kecil, maka permukaan air terangkat.)
DESKRIPSI ALAT PERAGA 1. Hukum Kekekalan Massa (Hukum Lavoisier)
Alat peraga ini dimaksudkan untuk membuktikan hukum kekekalan massa, yaitu
dalam setiap reaksi kimia berlaku massa zat sebelum reaksi dan massa zat sesudah
reaksi sama besar. Melalui percobaan sederhana ini, diharapkan siswa memperoleh
bukti empiris tentang hukum Lavoisier. Percobaan ini harus dilakukan di luar kelas,
yaitu di halaman atau tempat terbuka lainnya pada saat cuaca cerah dan matahari
bersinar terang. Lebih tepat jika dilakukan pada tengah hari, yaitu saat panas matahari
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 132
sedang tinggi-tingginya. Dalam cuaca seperti itu diharapkan proses pembakaran kertas
dalam labu dapat berlangsung lebih cepat.
Alat dan Bahan:
1. Labu dasar bulat/labu ukur 250 mL
2. Sumbat karet
3. Kaca pembesar
4. Kertas kering
5. Neraca
Langkah penyiapan alat peraga:
1. Semua alat dan bahan tersebut di atas disiapkan untuk masing-masing kelompok
dalam kelas. Jumlah set alat peraga disesuaikan jumlah kelompok dalam kelas. Jika
kesulitan penyiapan alat-alatnya atau alat dalam jumlah terbatas, jumlah siswa
dalam kelompok dapat diperbesar.
2. Cek alat-alat tersebut agar semua dalam keadaan bersih dan kering, khususnya
kertas yang akan dibakar dalam kaca/labu ukur, agar mudah terbakar.
3. Alat-alat siap digunakan.
Cara penggunaan alat peraga:
Setelah alat peraga disiapkan, sebaiknya guru mencoba dulu alat peraga tersebut,
dapat berfungsi apa tidak. Khususnya, pemanfaatan kaca pembesar untuk membakar
kertas dalam labu tertutup, kertas dapat terbakar apa tidak dalam cuaca di lingkungan
sekolah.
2. Hukum Gay Lussac
Alat peraga hukum Gay Lussac ini disiapkan agar siswa belajar hukum gas secara
empiris, bukan hanya cerita atau melihat gambar saja. Hukum Gay Lussac untuk gas
berbunyi: “pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan
volume gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana”
Perbandingan itu sesuai dengan perbandingan koefisiennya. Sesuai hukum ini
sesungguhnya volume gas sebanding dengan jumlah mol gasnya, karena jumlah mol
juga sebanding dengan koefisien reaksi. Masih menurut hukum gas ini, jika volume gas-
gasnya sama, maka tekanan (P) nilainya sebanding dengan suhu (T). Atau dirumuskan P
T= c
Alat dan Bahan:
1. Piring atau nampan kecil
2. Lilin sedang dengan diameter 3-4 cm
3. Gelas kimia 500 mL,
4. Korek api
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 133
Langkah Penyiapan Alat Peraga
1. Disiapkan lilin yang agak besar (diameter lilin sekitar 3-4 cm) dimaksudkan agar
nyala lilin cukup besar. Panjang lilin yang akan dinyalakan sekitar 5 cm saja.
2. Piring atau nampan kecil yang bisa menampung air sekitar 100 mL
3. Gelas kimia yang bersih dan kacanya bening. Jika gelas kimia susah didapat, bisa
juga diganti dengan gelas yang biasa untuk minum, tetapi dipilih yang gelasnya
jernih, bukan gelas yang kacanya agak buram, agar perubahan dalam gelas lebih
jelas diamati.
Cara Penggunaan Alat Peraga:
1. Piring disiapkan dan diisi air biasa atau air kran sekitar 100 mL (kira-kira
permukaan air setengah piring atau lebih sedikit. Air jangan terlalu penuh di dalam
piring, nanti ketika dimasuki lilin dan gelas kimia bisa tumpah.
2. Letakkan lilin di tengah-tengah piring yang berisi air tersebut. Hati-hati, jangan
sampai sumbu dan lilin bagian atas kena air.
3. Nyalakan lilin dan tunggu beberapa saat sampai nyala lilin stabil dengan nyala
terbesar.
4. Dengan pelan-pelan, tutup nyala lilin dengan gelas kimia dalam keadaan terbalik
5. Amati apa yang terjadi.
DAFTAR PUSTAKA:
Hariandja, Dorothy, Hukum Dasar Kimia dan Perhitungan Kimia, Modul Pembelajaran
Kimia untuk Kelas X.
Harnanto, Ari dan Ruminten, 2009, Kimia 1 untuk SMA/MA Kelas X, Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional, Jajarta.
Mortimer, Charles E., 1983, Chemistry, Fifth Edition, Wadsworth Publishing Company,
Belmont, California.
Purba, Michael, 2006, Kimia untuk SMA Kelas X, Penerbit Erlangga, Jakarta.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 134
KONSEP MOL
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar
Menerapkankonsep massa molekul relatif, persamaan reaksi, hukum-hukum dasar kimia,
dan konsep mol untuk menyelesaikan perhitungan kimia.
Pengalaman Belajar
Dengan mengikuti pembelajaran konsep mol, siswa akan memperoleh pengalaman belajar:
1. Menemukan konsep mol (hubungan mol dengan jumlah partikel, mol dengan massa
serta mol dengan volume) melalui analogi menggunakan alat peraga
2. Berkolaborasi dalam menemukan konsep dan memecahkan masalah
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 135
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa pada pembelajaran konsep mol dibuat berdasarkan
kepada 5E Model dari NASA. 5E model tersebut adalah:
1. Engagement
Aktivitas pembelajaran pada tahapan ini bertujuan untuk mendapatkan perhatian
penuh dari siswa, menstimulasi cara berpikir mereka dan meberikan apersepsi pada
siswa agar mereka mengingat kembali materi prasyarat.
2. Exploration
Pada tahapan ini, siswa diberikan cukup waktu untuk berpikir, membuat rencana
untuk menyelesaikan masalah, menginvestigasi dan menyusun semua informasi yang
ada. Contohnya adalah siswa melakukan eksperimen-eksperimen alat peraga.
3. Explanation
Dalam tahapan ini, siswa dilibatkan secara penuh dalam menganalisis hasil
eksplorasi yang telah mereka lakukan, lalu mereka mengkomunikasikan beberapa
temuan yang mereka peroleh.
4. Elaboration
Selanjutnya siswa diberikan kesempatan untuk menajamkan dan memperluas
pemahaman mereka.
5. Evaluation
Tahap evaluasi sebenarnya bisa dilakukan pada keempat tahapan di atas, guru
mengecek jalannya pembelajaran dan hasil yang diperoleh siswa, apakah tujuan
pembelajaran telah tercapai atau belum
Siklus pembelajaran 5E Model dapat dilihat dalam gambar berikut:
Engagement
Exploration
ExplanationElabotaion
Evaluation
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 136
MATERI KONSEP MOL
Mol adalah satuan jumlah dalam hitungan kimia. Anda tentu pernah dengar dosin dan kodi.
Dalam kehidupan kita, khususnya dalam perdagangan sering digunakan istilah dosin dan
kodi. Satu dosin barang adalah sekelompok barang yang jumlahnya 12 buah. Pensil 2 dosin
berarti pensil sejumlah 24 buah. Dua setengah dosin ballpoin, adalah ballpoin yang
jumlahnya 2,5 x 12 atau 30 buah ballpoin. Dan seterusnya. Untuk kodi, satu kodi adalah
sekumpulan barang yang jumlahnya 20 buah.
Bagaimana dengan mol? Dalam hitungan kimia, karena partikel materi ukurannya sangat
kecil, untuk memudahkan dalam perhitungan dibuat satuan jumlah partikel yaitu mol.
Konsep mol diperlukan dalam belajar kimia selanjutnya, materi apa saja yang menyagkut
kuantitatif zat. Mol juga diperlukan dalam kehidupan kita, khususnya dalam dunia industri
kimia. Industri pengolahan besi-baja, produksi aluminium, krom, mangan dan logam-logam
lain. Pada industri pupuk, petrokimia dan industri kimia lainya juga tidak lepas dari konsep
mol ini.
Satu mol adalah sejumlah partikel yang mengandung 6 x 1023 molekul. Sama dengan
penggunaan dosin dalam contoh di atas, maka:
1 mol besi adalah sejumlah besi yang mengandung 6,02 x 1023 atom Fe
2 mol air adalah sejumlah air yang mengandung 2 x 6,02 x 1023 = 12,04 x 1023 molekul
H2O
10 mol aluminium adalah sejumlah aluminium yang mengandung 10 x 6,02 x 1023 =
6,02 x 1024 atom Al
0,5 mol glukosa adalah sejumlah glukosa yang mengandung 0,5 x 6,02 x 1023 = 3,01 x
1023 molekul C6H12O6
Bilangan sebesar 6,02 x 1023 disebut Tetapan Avogadro dan disingkat L
Dari uraian tersebut dapat dirumuskan:
Jumlah partikel = mol x 6,02 x 1023
Jumlah partikel = n . L
n =jml partikel
𝐿
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 137
Massa Molar
Massa zat = (n x Mr) gram
Volume Molar Gas (VMG)
Volume molar gas adalah volume satu mol gas pada keadaan tertentu. Pada keadaan
standar atau standard of temperature and pressure (STP), satu mol semua gas menempati
volume 22,4 liter. Pada keadaan STP, volume :
1 mol gas N2 adalah 22,4 liter,
1 mol gas O2 adalah 22,4 liter,
1 mol gas CO2 adalah 22,4 liter,
2 mol gas NH3 adalah 2 x 22,4 liter = 44,8 liter
5 mol gas H2 = 5 x 22,4 = 112 liter
0,5 mol gas SO3 = 0,5 x 22,4 = 11,2 liter
Dari uraian dan contoh tersebut dapat dirumuskan:
Volume gas (STP) = (mol x 22,4) liter
n =massa
𝑀𝑟
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 138
Peta konsep untuk konsep mol, yaitu hubungan antara mol dengan jumlah partikel, massa
dan volume gas, digambarkan sebagai berikut:
Kegiatan Pembelajaran
Kegiatan pembelajaran ini diberikan kepada siswa yang sudah mendapatkan materi tentang
massa atom relatif (Ar) dan massa molekul relatif (Mr)
Tujuan Pembelajaran:
Setelah proses pembelajaran ini siswa dapat menemukan rumus hubungan mol dengan
jumlah partikel dan mol dengan massa zat serta aplikasinya dalam perhitungan kimia.
Langkah-langkah Pembelajaran
Pertemuan 1 : 3 x 45 menit
Pembukaan (10 menit):
1. Siswa merespon salam dan pertanyaan dari guru berhubungan dengan kondisi dan
pembelajaran sebelumnya
2. Siswa menerima informasi tentang keterkaitan pembelajaran sebelumnya dengan
pembelajaran yang akan dilaksanakan. Guru menanyakan tentang massa molekul
relatif suatu senyawa dan menuliskan beberapa rumus kimia/molekul serta Ar
masing-masing atom penyusunnya. (engagement, appersepsi)
3. Siswa menerima informasi kompetensi, materi, tujuan, manfaat, dan langkah
pembelajaran yang akan dilaksanakan
4. Apersepsi dan Motivasi.
Guru bertanya, misalnya:
a. “Seandainya Anda diangkat menjadi manajer operasi pabrik besi-baja
dan pabrik Anda mendapat pesenanan besi-baja 100.000 ton dari sebuah
BUMN konstruksi yang terkenal, berapa bahan baku yang harus Anda
siapkan?” (engagement)
n =volume (L)
22,4
Jumlah partikel
Molaritas (M)
Volume gas (L), STP Massa (g) MOL
: L
x 22,4
: V x V
: Ar atau Mr
x Ar atau Mr
x L
: 22,4
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 139
b. “Suatu bangunan sekolah SMA dibutuhkan 10 ton logam aluminium untuk
konstruksinya. Diperlukan berapa ton bauksit (bahan baku) untuk
memperoleh logam aluminium sebanyak itu?” (engagement)
Kegiatan Inti (90 menit):
1. Siswa dibagi menjadi kelompok kecil, tiap kelompok terdiri atas 3 siswa secara
acak.
2. Guru memberikan 3 jenis biji untuk masing-masing kelompok, neraca/timbangan
dan peralatan lainnya.
3. Guru memberi penjelasan singkat tentang kerja yang harus dilakukan siswa
dalam kelompoknya masing-masing, sesuai petunjuk dalam lembar kerja siswa.
4. Siswa dalam kelompoknya mulai menghitung 3 jenis biji dan dikelompokkan,
kemudian menimbangnya (exploration)
5. Siswa dalam kelompoknya mencatat data pengamatan hasil kerjanya dalam
lembar kerja yang disiapkan. (exploration)
6. Secara bergantian siswa menghitung dan menimbang biji untuk jumlah yang
berbeda dan untuk biji yang berbeda pula. (exploration)
7. Siswa mendiskusikan data yang mereka dapatkan untuk kemudian mencari
hubungan antara data-data yang didapat sampai diperoleh rumusan
(explanation).
8. Beberapa kelompok mempresentasikan di depan kelas mengenai hasil kerja dan
kesimpulannya (explanation dan evaluation).
9. Siswa individual mendokumentasikan hasil pengamatannya dalam bentuk
catatan pada buku tulis/catatan
Penutup (35 menit):
1. Bersama siswa guru mengulas kembali kesimpulan siswa dan memberi penekanan-
penekanan terhadap kesimpulan yang benar dan meluruskan kesimpulan siswa yang
kurang tepat.
2. Guru memperdalam konsep siswa dengan memberi tugas untuk menerapkan konsep
mol yang didapat pada beberapa soal. Soal terlampir.
3. Siswa mengemukakan kesan-kesan mereka terhadap pembelajaran yang dilakukan.
LEMBAR KERJA SISWA
Kerjakan tugas berikut bersama teman dalam kelompok Anda, menggunakan alat dan bahan
yang sudah disediakan.
1. Tandai jenis biji yang telah kelompok Anda terima dengan huruf A, B dan C. Misalnya
kelompok Anda menerima biji jagung, kedelai dan kacang merah. Tandai jagung sebagai
biji A, kedelai biji B dan kacang merah biji C.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 140
2. Hitung biji A sebanyak 60 butir, demikian juga biji B dan biji C.
3. Masukkan bijih-bijih tadi ke dalam gelas aqua bekas, dan timbang biji A sebanyak 60
butir tadi dengan timbangan kue atau neraca dan catat hasilnya pada LKS dalam kolom
yang tersedia.
4. Timbang juga biji B dan C.
5. Ulangi langkah 2 s.d 4 dengan menghitung jumlah biji sebanyak 120 butir
6. Ulangi langkah 2 s.d 4 dengan menghitung jumlah biji sebanyak 30 biji
7. Ulangi lagi langkah 2 s.d 4 dengan menghitung biji sebanyak 90 butir.
8. Dengan asumsi bahwa 1 mol biji tadi mengandung 60 butir biji A, B dan C, lengkapi
kolom-kolom pada LKS Anda.
Tuliskan hasil kerja Anda pada tabel berikut ini:
Jumlah biji 60 butir 120 butir 30 butir 90 butir
Jumlah mol … mol … mol … mol … mol
Massa
untuk biji
(gram)
A : jagung … … … …
B : kedelai … … … …
C : kacang
merah … … … …
biji A
biji B
biji C
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 141
Pertanyaan:
1. Riilnya dalam konsep kimia, 1 mol mengandung partikel sebanyak
6,02 . 1023
Dalam peraga ini 1 mol diasumsikan sebanyak 62 butir biji-bijian.
lengkapi jumlah mol pada tabel di atas.
2. Jika 1 mol = 62 butir, maka jumlah biji untuk:
2 mol = … butir
0,5 mol = … butir
1,5 mol = … butir.
Jika nilai 62 tersebut dilambangkan dengan huruf L
maka dapat dirumuskan, bahwa: jumlah butir (partikel) = …. X ….
3. Perhatikan massa 62 butir biji A, B dan C yang sudah Anda lakukan dan catat,
Jika 62 setara dengan 1 mol, maka tentukan massa 1 mol biji A, biji B
dan biji C
4. Tentukan juga massa untuk 124 butir, 31 butir dan 93 butir dalam tabel
di atas.
5. Bagaimana massa 1 mol (62 butir) biji A, B dan C, sama atau tidak? Jika tidak
sama, apa yang menentukan perbedaan itu?
6. Jika massa 1 mol biji tadi disebut Mr biji, lengkapi isian berikut:
massa 1 mol biji A = …. X Mr A
massa 2 mol biji A = … x Mr A
massa 0,5 mol biji A = … x Mr A
massa 1 mol biji B = …. X Mr B
massa 2 mol biji B = … x Mr B
massa 0,5 mol biji B = … x Mr B
massa 1 mol biji C = …. X Mr C
massa 2 mol biji C = … x Mr C
massa 0,5 mol biji C = … x Mr C
7. Dengan memperhatikan hitungan di atas, maka dapat Anda rumuskan:
massa A = …. X ….
massa B = …. X ….
massa C = …. X ….
Jadi rumus umumnya : massa = … x ….
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 142
DESKRIPSI ALAT PERAGA
Alat peraga sederhana ini digunakan untuk pembelajaran konsep mol. Beberapa jenis biji-
bijian diibaratkan sebagai partikel (atom atau molekul) materi. Ukuran biji-bijian yang
berbeda-beda adalah analogi dengan ukuran partikel materi yang juga berbeda-beda.
Tetapan Avogadro yang nilainya 6,02 x 1023 diasumsikan dalam peraga ini menjadi 60. Jadi
satu mol biji-bijian jumlahnya 60 butir, 2 mol sebanyak 120 butir, setengah mol 30 butir, dan
seterusnya. Massa 1 mol biji-bijian, yaitu massa 60 biji diasumsikan sebagai massa 1 mol zat
atau massa molar. Dengan ukuran biji-bijian yang berbeda-beda, maka massa 60 butir biji-
biji itu juga berbeda-beda, menggambarkan bahwa massa molar zat juga berbeda-beda.
ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahan untuk kegiatan ini adalah:
1. 6 jenis biji, yaitu: kacang hijau, kedelai, kedelai hitam, jagung, kacang tanah dan kacang
merah.
2. 6 bekas gelas aqua
3. Neraca/timbangan
CARA PEMBUATAN ALAT PERAGA
Alat peraga ini sangat sederhana, jadi pembuatannya juga mudah.
Siapkan biji-bijian seperti disebutkan di atas
Cek timbangan yang akan digunakan dan pastikan dapat beroperasi dengan normal.
Siapkan juga gelas aqua bekas (merk tertentu yang sama), dan yakinkan dalam keadaan
bersih.
CARA MENGGUNAKAN ALAT PERAGA
Menggunakan alat peraga ini dilaksanakan dengan cara menimbang dan mencatat saja,
dalam lembar kerja yang disiapkan.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 143
DAFTAR PUSTAKA
Harnanto, Ari dan Ruminten, 2009, Kimia 1 untuk SMA/MA Kelas X, Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional, Jajarta.
Mortimer, Charles E., 1983, Chemistry, Fifth Edition, Wadsworth Publishing Company,
Belmont, California.
Purba, Michael, 2006, Kimia untuk SMA Kelas X, Penerbit Erlangga, Jakarta.
LAMPIRAN:
Soal-soal pendalaman konsep:
1. Tentukan jumlah mol zat-zat berikut:
a. 3,01 x 1021 atom besi
b. 1,204 x 1022 molekul oksigen
c. 11,7 gram garam dapur, NaCl (Ar Na = 23, Cl = 35,5)
d. 36 mg glukosa, C6H12O6 (Ar H = 1, C = 12, O = 16)
e. 3,36 liter gas CO2 diukur pada 0oC, 1 atm
f. 89,6 mL gas ozon, O3 pada STP
2. Tentukan jumlah partikel (atom atau molekul) yang terdapat dalam:
a. 2 mol emas
b. 25 mmol air
c. 18 gram urea, CO(NH2)2 (Ar N = 14)
d. 68,4 mg gula, C12H22O11
e. 4,48 liter gas helium (STP)
f. 672 mL gas karbondioksida (STP)
3. Tentukan massa zat-zat berikut:
a. 0,4 mol CaCO3 (Ar Ca = 40)
b. 250 mmol asam cuka, CH3COOH murni
c. 5,6 liter gas SO3, pada 0oC, 1 atm (Ar S = 32)
d. 112 mililiter gas metana, CH4 (STP)
e. sejumlah air yang mengandung 3,01 x 1024 molekul
f. glukosa, C6H12O6, yang mengandung 1,806 x 1023 atom O
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 144
PERHITUNGAN KIMIA (Pereaksi Pembatas)
Kompetensi Inti
KI 3: Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual,
prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan,
teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan
kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang
spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak
terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara
mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan
Kompetensi Dasar
Menerapkan konsep massa molekul relatif, persamaan reaksi, hukum-hukum dasar
kimia, dan konsep mol untuk menyelesaikan perhitungan kimia.
Pengalaman Belajar
Dengan mengikuti pembelajaran perhitungan kimia, siswa akan memperoleh
pengalaman belajar:
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 145
1. Dapat menyelesaikan perhitungan kimia berdasarkan konsep-konsep yang telah
mereka peroleh sebelumnya.
2. Memahami pengertian pereaksi pembatas berdasarkan kegiatan sederhana
maupun kegiatan praktikum.
Kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa pada pembelajaran perhitungan kimia dibuat
berdasarkan kepada 5E Model dengan sintaks sebagai berikut:
1. Engagement
Aktivitas pembelajaran pada tahapan ini bertujuan untuk mendapatkan
perhatian penuh dari siswa, menstimulasi cara berpikir mereka dan meberikan
apersepsi pada siswa agar mereka mengingat kembali materi prasyarat.
2. Exploration
Pada tahapan ini, siswa diberikan cukup waktu untuk berpikir, membuat
rencana untuk menyelesaikan masalah, menginvestigasi dan menyusun semua
informasi yang ada. Contohnya adalah siswa melakukan eksperimen-eksperimen
alat peraga.
3. Explanation
Dalam tahapan ini, siswa dilibatkan secara penuh dalam menganalisis hasil
eksplorasi yang telah mereka lakukan, lalu mereka mengkomunikasikan
beberapa temuan yang mereka peroleh.
4. Elaboration
Selanjutnya siswa diberikan kesempatan untuk menajamkan dan memperluas
pemahaman mereka.
5. Evaluation
Tahap evaluasi sebenarnya bisa dilakukan pada keempat tahapan di atas, guru
mengecek jalannya pembelajaran dan hasil yang diperoleh siswa, apakah tujuan
pembelajaran telah tercapai atau belum
Siklus pembelajaran 5E Model dapat dilihat dalam gambar berikut:
Engagement
Exploration
ExplanationElabotaion
Evaluation
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 146
MATERI PERHITUNGAN KIMIA
Perhitungan Kimia dalam Reaksi Kimia
(dikutip dari buku: Kimia 1 untuk SMA/MA Kelas X, oleh Harnanto, Ari dan Ruminten, 2009)
Langkah-langkah menyelesaikan soal-soal perhitungan yang melibatkan persamaan
reaksi:
1. Tulis persamaan reaksinya dan setarakan (jika reaksi belum setara)
2. Identifikasi data apa yang diketahui dan dari data itu tentukan mol zat tersebut
3. Tentukan mol-mol zat lain yang ditanyakan dengan menggunakan perbandingan
koefisien = perbandingan mol.
4. Ubah mol zat yang ditanyakan tersebut menjadi satuan yang diminta.
Contoh:
1. Pada reaksi pembentukan gas amonia (NH3) dari gas nitrogen dan gas hidrogen, jika
gas nitrogen yang direaksikan adalah 6 mol, maka tentukan:
1) jumlah mol gas hidrogen yang diperlukan!
2) jumlah mol gas amonia yagn dihasilkan!
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 147
2. Sebanyak 36 gram glukosa, C6H12O6 dibakar sempurna menghasilkan gas
karbondioksida dan air, sesuai persamaan reaksi berikut:
C6H12O6 (g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l). Tentukan:
a. volume gas oksigen yang diperlukan (STP)
b. volume udara yang diperlukan, jika kadar oksigen di udara sebesar 20% volume
c. volume gas CO2, diukur pada 0oC, 1 atm
d. massa air yang dihasilkan
Penyelesaian:
Tulis persamaan reaksi dan setarakan:
Reaksi: C6H12O6 (g) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l).
0,2 mol ? mol ? mol ? mol
Bereaksi: 0,2 mol ~ 1,2 mol ~ 1,2 mol ~ 1,2 mol
a. Volume gas O2 (STP) = n x 22,4 = 1,2 x 22,4 liter
= 26,88 liter
b. Volume udara diperlukan = 100%
20%𝑥 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑂2 = 5 𝑥 26,88 = 134,4 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟
c. Volume gas CO2 (STP) = n x 22,4 = 1,2 x 22,4 liter
= 26,88 liter
d. Massa air yang dihasilkan = n x Mr gram = 1,2 x 18 = 21,6 gram
Pereaksi Pembatas
Jika di dalam sebuah kotak tersedia 6 mur dan 10 baut, maka kita dapat membuat 6
pasang mur-baut. Baut tersisa 4 buah, sedangkan mur telah habis. Dalam reaksi kimia,
Glukosa = 36 gram
Mr glukosa = 180
Mol glukosa = 36/180 = 0,2
mol
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 148
jika perbandingan mol zat-zat pereaksi tidak sama dengan perbandingan koefisiennya,
maka ada pereaksi yang habis terlebih dulu. Pereaksi ini disebut pereaksi pembatas.
Cara menentukan pereaksi pembatas:
1. Tulis persamaan reaksi dan setarakan
2. Tentukan mol-mol pereaksi yang diketahui
3. Bagi mol zat-zat pereaksi tersebut dengan koefisiennya masing-masing. Hasil bagi
yang kecil akan menjadi pereaksi pembatas dan dijadikan patokan perhitungan.
Contoh:
Sebanyak 23 gram etanol murni (Mr = 46) dibakar sempurna dengan 2 mol gas oksigen.
Tentukan:
a. pereaksi pembatas!
b. volume gas karbondioksida yang dihasilkan (STP)!
c. massa air yang dihasilkan!
d. massa pereaksi tersisa!
Penyelesaian:
Persamaan reaksi: C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l)
23 gram
= 23/46 mol 2 mol
Mol mula-mula: 0,5 mol 2 mol
Perb mol/koef: 0,5 0,67
Bereaksi 0,5 mol ~ 1,5 mol ~ 1,0 mol ~ 1,5 mol
Pereaksi sisa: 0 0,5 mol
Maka:
a. pereaksi pembatas adalah etanol
b. volume gas CO2 dihasilkan = n x 22,4 liter = 1 x 22,4 = 22,4 liter
c. massa air yang dihasilkan = n x Mr H2O = 1,5 x 18 = 27 gram
d. massa pereaksi sisa (O2) = n x Mr O2 = 0,5 x 32 = 16 gram
KEGIATAN PEMBELAJARAN
Kegiatan pembelajaran ini diberikan kepada siswa dengan syarat siswa sudah
memperoleh konsep tentang mol, massa molar, volume molar dan hukum-hukum dasar
kimia.
Tujuan Pembelajaran:
Siswa dapat memahami secara visual konsep pereaksi pembatas dan dapat
menerapkan konsep itu dalam perhitungan soal-soal yang mereka dapatkan.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 149
Langkah-langkah Pembelajaran:
Alokasi Waktu : 3 x 45 menit
Pembukaan (10 menit)
1. Guru membuka kelas dengan memberi salam kepada siswa
2. Guru menanyakan kondisi siswa dan apakah hari ini sudah siap untuk belajar
kimia
3. Siswa menjawab pertanyaan-pertanyaan tentang konsep mol, massa molar,
volume molar gas, beberapa hukum dasar kimia. Guru memberikan pertanyan
tersebut untuk menstimulus ingatan siswa tentang materi prasyarat untuk
mempelajari perhitungan kimia dan pereaksi pembatas. (Engagement)
4. Guru memberi contoh penggunaan konsep hitungan kimia dalam kehidupan
sehari-hari, terutama pada dunia industri kimia maupun pertanian, seperti
kebutuhan pupuk misalnya. (engagement)
5. Guru menyampaikan kompetensi dasar dan tujuan pembelajaran kimia hari ini.
Kegiatan Inti (80 menit)
1. Guru meyakinkan bahwa siswa sudah duduk berkelompok sesuai kelompoknya
pada praktikum sebelumnya, yaitu satu kelompok 3 – 4 siswa dengan masing-
masing kelompok ada siswa yang menonjol kemampuan akademis kimianya.
2. Sebelum kegiatan praktikum dilaksanakan, guru menyampaikan materi tentang
perhitungan kimia menggunakan media presentasi power point dengan alat
bantu infocus (proyektor), bahwa dalam reaksi kimia yang sudah setara,
berlaku: perbandingan koefisien zat merupakan perbandingan mol, juga
menyatakan perbandingan volume (khusus untuk gas) dan juga menyatakan
perbandingan jumlah partikel.
3. Guru memberi contoh 2 hitungan sederhana yang melibatkan reaksi kimia.
Ketika siswa sudah memahami dengan materi hitungan itu, maka kemudian
guru mengajak siswa untuk masuk konsep berikutnya, yaitu pereaksi pembatas
dengan metode praktikum dan menggunakan alat peraga molimod.
4. Masing-masing kelompok disediakan alat dan bahan untuk kegiatan praktikum
tentang pereaksi pembatas dengan lembar kerjanya.
5. Siswa menyiapkan 6 tabung reaksi dengan diameter lubang yang sama,
kemudian disiapkan dalam rak tabung reaksi, kemudian siswa mencampur
larutan KI 0,1 M dan Pb(NO3)2 0,1 M serta aquades, dengan komposisi seperti
pada tabel berikut:
Tabung nomor 1 2 3 4 5 6
Larutan KI (mL) 8 8 8 8 8 8
Larutan Pb(NO3)2 (mL) 1 2 3 4 5 6
Air /aquades (mL) 5 4 3 2 1 0
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 150
6. Siswa mengamati apa yang terjadi dan mencatat dalam lembar kerja siswa.
7. Kemudian siswa akan menunggu endapan kuning dari hasil mereaksikan zat-zat
dalam tabung tadi mengendap semua dengan indikator larutan di atasnya jernih
atau mendekati jernih. Sambil menunggu endapan tersebut, siswa diminta guru
untuk mengerjakan kegiatan dengan alat peraga molimod dengan langkah
berikut:
- Buat 20 buah atom hidrogen menjadi molekul-molekul hidrogen (H-H) dengan
menggunakan batang penghubung pendek
- Buat 6 buah atom nitrogen (N) menjadi molekul-molekul nitrogen (N≡N) dengan
menggunakan batang penghubung panjang.
- Reaksi yang akan kita pelajari adalah:
I. C(s) + 2H2(g) → CH4(g) dan
II. N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
- Rangkai molymod tersebut dengan jumlah partikel (atom/molekul) seperti pada
tabel berikut, untuk reaksi I. Lengkapi kedua kolom tabel yang kosong di
sebelah kanan
No Jml atom C Jml molekul H2 Jml CH4 Sisa
1 1 6
2 2 6
3 3 6
4 4 6
5 5 6
6 6 6
- Variasi langkah di atas , rangkai molymod tersebut dengan jumlah partikel
(atom/molekul) seperti pada tabel berikut, untuk reaksi II. Lengkapi kedua
kolom tabel yang kosong di sebelah kanan
No Jml molekul N2 Jml molekul H2 Jml NH3 Sisa
1 1 9
2 2 9
3 3 9
4 4 9
5 5 9
6 6 9
Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut!
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 151
Pereaksi pembatas adalah pereaksi yang habis lebih dulu dalam sebuah reaksi kimia.
Berdasarkan kerja Anda untuk reaksi I: C + 2H2 → CH4, jawab pertanyaan-
pertanyaan berikut!
1. untuk data nomor 1 dan 2 zat apa yang menjadi pereaksi pembatas ?
2. Sedangkan untuk reaksi nomor 3 zat apa yang habis dan zat apa yang tersisa?
Reaksi nomor 3 itu disebut reaksi yang ekivalen.
3. Untuk nomor 4, 5 dan 6 zat apa yang menjadi pereaksi pembatas?
Untuk reaksi II: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3, jawab pertanyaan-pertanyaan berikut!
4. untuk data nomor 1dan 2 zat apa yang menjadi pereaksi pembatas ?
5. Sedangkan untuk reaksi nomor 3 zat apa yang habis dan zat apa yang tersisa?
Reaksi nomor 3 itu disebut reaksi yang ekivalen.
6. Untuk nomor 4, 5 dan 6 zat apa yang menjadi pereaksi pembatas?
7. Kesimpulan dari kegiatan ini adalah …………………………………………………………..
8. Setelah kegiatan dengan molimod ini selesai, siswa dalam kelompoknya diminta
merapikan alat peraga molimod dan LKS-nya serta kembali mengamati hasil
praktikum tentang pencampuran larutan KI dan Pb(NO3)2 tadi.
9. Siswa mengamati hasil percobaan di dalam tabung reaksi, dan mereka
mengukur tinggi endapan pada masing-masing tabung reaksi.
10. Para siswa mencatat hasil pengamatan pada tabel berikut:
Tabung No 1 2 3 4 5 6
Tinggi endapan
11. Setelah mengisi data, siswa diarahkan untuk dapat berdisikusi dalam
kelompoknya untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut: (explanation)
PERTANYAAN :
1. Sejak tabung nomor berapa tinggi endapan sama tingginya?
………………………………………………………………………………………
2. Hitung perbandingan mol pereaksi pada tabung itu (jawaban Anda no. 1)?
………………………………………………………………………………………
3. Reaksi setara untuk percobaan ini adalah:
Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) PbI2(s) + 2KNO3(aq)
Bagaimana hubungan koefisien reaksi dengan jumlah mol zat-zat yang terlibat
dalam reaksi?
………………………………………………………………………………………………………………
4. Tentukan zat apa yang menjadi pereaksi pembatas pada tabung nomor 1!
………………………………………………………………………………………………………….
5. Untuk tabung nomor 6 zat apa yang menjadi pereaksi pembatas?
……………………………………………………………………………………………………………
6. Beberapa siswa wakil dari kelompok mengkomunikasikan hasil kerjanya di
depan kelas dan siswa dari kelompok lain menanggapi. (explanantion)
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 152
7. Siswa menerapkan konsep hitungan kimia dan pereaksi pembatas dalam
beberapa soal latihan berikut (elaboration):
Soal latihan:
1) Sebanyak 4,8 gram logam magnesium (Ar = 24) bereaksi dengan asam klorida
berlebih dengan reaksi:
Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2 (aq) + H2 (aq)
Jika Ar H = 1, Cl = 35,5, tentukan:
a. Volume gas H2 yg dihasilkan (STP)
b. Massa garam MgCl2 yang terjadi
2) Sebanyak 25 mL HCl 1M direaksikan dengan 25 mL NaOH 2 M menghasilkan
NaCl dan air. Pada reaksi tersebut mana yang bertindak sebagai pereaksi batas
dan berapa mol zat yang bersisa?
3) Direaksikan 12 mol NH3 dan 10 mol O2 sesuai reaksi : NH3(g) + O2(g) NO(g) +
H2O(g) Tentukan :
a. pereaksi pembatas!
b. massa pereaksi sisa!
c. mol masing-masing hasil reaksi!
d. volume gas NO, jika diketahui pada T dan P sama 10 L gas CH4 massanya 96
gram!
8. Siswa menjawab pertanyaan yang diberikan guru untuk mengetahui
pemahaman terhadap materi yang dipelajari. (evaluation)
Penutup (10 menit)
1. Siswa dan guru mengulas kembali kesimpulan dari eksperimen yang telah mereka
lakuakan. Pada kegiatan ini, guru memberikan pertanyaan-pertanyaan bimbingan
untuk menguatkan pemahaman siswa terhadap materi yang baru saja diajarkan.
2. Guru memberikan kesempatan bertanya bila masih ada materi maupun penjelasan
mengenai tugas yang belum dimengerti siswa.
3. Siswa mengemukakan kesan-kesan mereka terhadap pembelajaran yang telah
dilakukan.
DESKRIPSI ALAT PERAGA
Alat peraga dan praktikum pada pembelajaran ini dimaksudkan untuk
memvisualkan konsep pereaksi pembatas, sehingga siswa dengan gamblang memahami
tentang pereaksi pembatas. Untuk alat peraga pembalaran peraksi pembatas
menggunakan model molekul (molymod), dengan sederhana siswa memperagakan
terjadinya reaksi antara atom karbon dan molekul hidrogen membentuk gas metana
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 153
(CH4). Dengan komposisi campuran yang bermacam-macam, siswa akan memahami
bahwa dalam reaksi kimia, disamping terjadi reaksi ekivalen dimana pereaksi-peraksi
yang disiapkan tepat habis bereaksi, maka lebih sering terjadi dalam reaksi kimia
peraksi yang disiapkan tidak ekivalen, sehingga ada yang habis bereaksi dan ada yang
sisa. Nah, siswa lebih memahami bahwa pereaksi yang habis lebih dulu itu disebut
pereaksi pembatas. Demikian juga untuk reaksi pembentukan gas amonia (NH3) dari
gas nitrogen (N2) dan gas hidrogen (H2) dengan menggunakan molimod.
Sedangkan untuk praktikum peraksi pembatas (stoikiometri reaksi) menggunakan
larutan KI dan larutan Pb(NO3)2, memerlukan penalaran yang lebih tinggi, karena
menentukan mana pereaksi pembatas dan mana pereaksi yang sisa dengan mengukur
tinggi endapan zat hasil reaksi. Reaksi yang ekivalen, yaitu reaksi dimana larutan KI
dan Pb(NO3)2 tepat habis bereaksi bersamaan, akan diperoleh pada tabung dimana
tinggi endapan zat hasilnya (PbI2) mulai mendatar. Pada tabung nomor berapa tinggi
endapan mulai mendatar (sama tingginya), pada tabung itulah reaksi ekivalen, berarti
perbandingan mol KI dan Pb(NO3)2 ditentukan dari perbandingan volume larutan KI
dan Pb(NO3)2 pada tabung itu.
I. Alat Peraga Molimod untuk Perekasi Pembatas
Alat :
1. Molymod, khususnya atom-atom:
2. Carbon : 6 buah
3. Hidrogen : 20 buah
4. Nitrogen (biru) : 12 buah
5. Batang penghubung pendek : 10 buah
6. Batang penghubung panjang : 6 buah
Cara Penyiapan:
1. Semua alat disiapkan sesuai jumlah di atas untuk masing-masing kelompok. Tentu
ini diperlukan molimod yang cukup banyak.
2. Setelah disiapkan jumlahnya diletakkan/disiapkan tempat yang memadai, bisa
wadah molimod-nya sendiri atau wadah lain, seperti nampan kecil dari plastik, dll.
Cara Penggunaan Alat.
Siswa mestinya sudah familier dengan model molekul yang disebut molymod ini
sebelumnya. Karena itu tidak diperlukan penjelasan rinci mengenai cara
menggunakannya. Yang diperlukan adalah petunjuk tentang molekul atau ikatan yang
akan dibuat, seperti pada lembar kegiatan siswa di atas (pada kegiatan pembelajaran)
II. STOIKHIOMETRI REAKSI TIMBAL(II) NITRAT DENGAN KALIUM IODIDA
Pada kegiatan ini anda akan mempelajari hubungan koefisien reaksi dengan jumlah
mol zat-zat yang terlibat dalam reaksi.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 154
ALAT :
1. Tabung reaksi 6 buah
2. Gelas ukur 10 mL
3. Penggaris
4. Pipet tetes
BAHAN :
1. Larutan Pb(NO3)2 0,5 M
2. Larutan KI 0,5 M
3. Aquades
Langkah penyiapan alat peraga:
1. Semua alat disiapkan sesuai kebutuhan untuk masing-masing kelompok. Alat-
alat tersebut sebaiknya sudah disiapkan dalam tempat tertentu untuk masing-
masing kelompok. Jadi siswa tidak perlu meminjam atau menyiapkan dulu ketika
pembelajaran sudah berlangsung, sehingga tidak memakan waktu belajar.
2. Bahan-bahan disiapkan beberapa waktu sebelum kegiatan praktikum
dilaksanakan. Kegiatanpraktikum ini sesungguhnya praktikum yang sifatnya
kuantitatif, sehingga konsentrasi larutan yang dibutuhkan sebaiknya dibuat
dengan cara yang benar dan kuantitatif pula, meskipun untuk tingkat menengah
lebih ditekankan pada aspek kualitatifnya, namun akan lebih baik dan lebih
sempurna jika secara kuantitatif juga diperhatikan, sehingga hasilnya lebih baik.
Cara penggunaan alat dan bahan praktikum:
Untuk praktikum tentang pereaksi pembatas ini, karena yang belajar adalah siswa
kelas X yang umumnya belum terlalu terampil menggunakan alat dan bahan di
laboratorium, biasanya memerlukan waktu agak lama, karena masih perlu banyak
dituntun, diarahkan dan mereka masih sering bekerja dengan kaku dan agak takut-
takut, kecuali bagi siswa yang waktu di tingkat SMP/MTs-nya sudah sering praktikum
IPA.
Justru dengan kegiatan praktikum ini, disamping siswa akan belajar konsep kimia
secara visua/empiris, kegiatan ini juga akan melatih keterampilan atau skill
laboratorium mereka. Skil lab ini akan sangat diperlukan oleh siswa ketika mereka
sudah belajar di perguruan tinggi. Dalam percobaan ini tergolong sederhana yang akan
dilakukan siswa, sehingga kepada siswa cukup disuruh melakukan sesuai petunjuk
dalam lembar kerja siswa (modul praktikum) mereka, dan diawasi serta diarahkan oleh
guru.
USAID SMART Lab Program 2014
Modul Kimia Kelas X 155
DAFTAR PUSTAKA:
Harnanto, Ari dan Ruminten, 2009, Kimia 1 untuk SMA/MA Kelas X, Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional, Jajarta.
Mortimer, Charles E., 1983, Chemistry, Fifth Edition, Wadsworth Publishing Company,
Belmont, California.
Purba, Michael, 2006, Kimia untuk SMA Kelas X, Penerbit Erlangga, Jakarta.
top related