Hukum Dasar Kimia

Perkembangan ilmu kimia modern muncul ketika telah ditemukan neraca analitis. Antonie Lavoisier (1743-1794), ahli kimia Perancis berhasil menjelaskan hakikat dari reaksi pembakaran. Setelah menimbang dengan cermat massa reaktan dan hasil reaksi ia menyimpulkan bahwa

Massa zat sebelum dan setelah reaksi adalah tetap

Berdasarkan hal tersebut ia mengajukan gagasan bahwa massa suatu zat tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan. Gagasan ini merupakan embrio munculnya salah satu dari hukum-hukum dasar kimia.

Hukum Kekekalan Massa atau Hukum Lavoisier

Perkembangan ilmu kimia bermula dari mulai ditemukannya neraca analitis. Neraca analitis digunakan untuk mengukur massa zat. Antonie Lavoisier merupakan salah seorang ilmuwan yang mulai menggunakan neraca analitis dalam penelitian kimia.

Antoiner Lavoisier (Hukum Kekekalan Massa)

Percobaan yang dilakukan dengan mereaksikan gas hidrogen (H₂) yang dibakar dengan gas oksigen (O₂) pada ruang tertutup membentuk air H₂O yang massanya sama dengan gas hidrogen dan gas oksigen yang diperlukan.
Berdasarkan temuan tersebut maka lahirlah hukum kekekalan massa yang berbunyi massa sesudah dan sebelum reaksi adalah tetap. Hukum ini juga dikenal dengan hukum Lavoisier.
Yang jadi pertanyaan apakah hukum ini hanya berlaku pada ruang tertutup?

Hukum Perbandingan Tetap atau Hukum Proust

Joseph Proust merupakan seorang ilmuwan kimia dari Perancis yang menemukan fakta bahaw setiap senyawa selalu mengandung unsur-unsur dengan perbandingan massa tetap. NaCl murni selalu terdiri dari 39,34% massa Na dan 60,66% massa Cl tidak peduli apakah NaCl tersebut diperoleh dari air laut, dari tambang garam, atau dibuat langsung dari reaksi padatan Natrium dan gas Cl (klorin).
Hukum ini dikenal dengan hukum perbandingan tetap yang berbunyi perbandingan massa unsur-unsur yang terdapat dalam suatu senyawa adalah tetap, tidak tergantung pada cara yang digunakan dalam memperoleh senyawa tersebut.

Referensi

Chang, Raymond. 2011. General Chemistry, The Essential Concept Ed 6. Graw Hill Higher Education. USA: New York
Effendy. 2007. A-level Chemistry For Senior High School Vol 2A. Bayumedia: Malang

Persamaan Reaksi Kimia

Apa itu persamaan reaksi kimia? Bagaimana aturan dalam suatu persamaan reaksi kimia? Pada diskusi sebelumnya, teman-teman telah membahas tentang massa atom, massa molekul, beserta rumus empiris dan rumus molekulnya. Pada pembahasan kali ini, kita akan mempelajari apa yang terjadi pada atom-atom, maupun molekul-molekul pada reaksi kimia?

Korosi besi

Masih ingatkah teman-teman apa itu reaksi kimia?. Proses perkaratan besi merupakan salah satu contoh zat yang mengalami reaksi kimia dan dapat kalian temui sehari-hari. Besi yang lama dibiarkan di udara, terkena panas hujan, lama kelamaan akan berkarat. Coba teman-teman amati besi sebelum berkarat dan setelah berkarat. Pada besi yang berkarat, terdapat zat baru yang melapisi besi. Dari mana zat tersebut berasal? Tentu terjadi perubahan dari struktur asal besi ketika berinteraksi dengan udara bebas. Teman-teman tidak bisa mengamati langsung perubahaan struktur atom yang terjadi, hingga membentuk zat baru, namun para ahli sepakat untuk mempelajari perubahan tersebut dalam suatu persamaan, yang dikenal dengan persamaan reaksi kimia. Apa itu persamaan reaksi kimia?Apa saja komponennya? Untuk menjawab itu semua coba kalian pecahkan problem 1 berikut ini.

Problem 1. (Menganalisis Persamaan Reaksi Kimia)

Gas metana di udara bereaksi dengan oksigen dan terbakar, menghasilkan karbondioksida dan air. Proses perubahan yang terjadi ditulis dalam suatu persamaan reaksi kimia sebagai berikut:

CH₄ (g) + O₂ (g) => CO₂ (g) + H₂O (g)

Perhatikan komponen persamaan reaksi tersebut dan jawablah pertanyaan berikut ini:

1. Apa fungsi tanda (+) , ( ) dan (g) pada persamaan reaksi diatas?
2. Manakah pada persamaan reaksi tersebut, komponen yang bertindak sebagai reaktan/pereaksi dan produk/hasil reaksi?
3. Masih ingat dengan hukum kekekalan massa, hitunglah jumlah atom C, H dan O sebelum dan sesudah reaksi, apakah sudah memenuhi hukum kekekalan massa? Jika belum apa yang harus dilakukan? Jelaskan !

Yukk kita pecahkan bersama ^_^

Apa fungsi tanda (+) , (→) dan (g) pada persamaan reaksi diatas?.

(+) menunjukan kedua zat bereaksi, (panah) menunjukan hasil reaksi, (g) menunjukkan wujud zatnya adalah gas

Manakah pada persamaan reaksi tersebut, komponen yang bertindak sebagai reaktan/pereaksi dan produk/hasil reaksi?

Berdasarkan wacana dan persamaan reaksinya, zat yang bertindak sebagai reaktan adalah sebelum reaksi yaitu metana dan oksigen, sedangkan hasil reaksi adalah karbondioksida dan air.

Masih ingat dengan hukum kekekalan massa, hitunglah jumlah atom C, H dan O sebelum dan sesudah reaksi, apakah sudah memenuhi hukum kekekalan massa? Jelaskan!

Hukum kekekalan massa : Massa sebelum reaksi sama dengan massa sesudah reaksi.

Unsur	Sebelum	Sesudah
C	1	1
H	4	2
O	2	3
Total	7	6

Persamaan reaksi tidak memenuhi hukum kekekalan massa, untuk itulah harus disetarakan dengan memberi koefisien

CH₄ (g) +2 O₂ (g)  →  CO₂ (g) + 2H₂O (g)

Suatu persamaan reaksi tidak setimbang tidak banyak digunakan, untuk itulah persamaan reaksi harus diseimbangkan terlebih dahulu.

Prinsip dasar penyetaraan adalah atom-atom yang terlibat dalam reaksi adalah kekal. Setiap atom harus muncul pada pereaksi dan produk dalam jumlah yang sama. Dalam menyetarakan suatu persamaan reaksi, rumus kimia produk dan reaktan tidak boleh diubah. Dengan kata lain, angka indeks dalam rumus kimia reaktan dan produk tidak boleh dirubah.

Langkah Penyetaraan Persamaan Reaksi

Adapun langkah-langkah penyetaraan reaksi sebagai berikut:

Langkah 1: Menulis dengan tepat rumus kimia reaktan dan produk pada persamaan reaksi tidak setimbang.

Langkah 2: Menyetarakan jumlah atom pada reakta dan produk dengan menyesuaikan koefisien zat

Langkah 3: Menggunakan bilangan bulat terkecil untuk semua harga koefisien reaksi.

Tidak ada aturan baku dalam menyetarakan reaksi…semakin teman-teman banyak latihan akan semakin mahir…coba-coba terus yahh…

Pada persamaan reaksi kimia, koefisien menyatakan perbandingan jumlah partikel, namun karena partikel berukuran sangat kecil, sehingga perbandingan jumlah partikel  sebanding dengan perbandingan jumlah mol.

Referensi

Chang, Raymond. 2011. General Chemistry, The Essential Concept Ed 6. Graw Hill Higher Education. USA: New York
Effendy. 2007. A-level Chemistry For Senior High School Vol 2A. Bayumedia: Malang

Tata Nama Senyawa Ionik dan Senyawa Molekuler (Part-2)

Pada kesempatan sebelumnya kita telah mengulas tuntas tentang tata nama senyawa ionik dan senyawa molekuler, nah kali ini kita akan melanjutkan pembahasan kita lebih dalam tentang tata nama senyawa molekuler. Seperti yang telah kita pelajari sebelumnya bahwa senyawa molekuler tersusun atas atom-atom. Senyawa molekuler biner merupakan senyawa molekuler paling sederhana yang tersusun atas dua macam atom nonlogam. Bagaimana tata nama senyawa molekuler biner?

Yuk ikuti penjelasan berikut... ^_^

Sulfur Dioksida

Tata Nama Senyawa Molekuler

Adapun yang akan kita bahas pada topik ini antara lain tentang tata nama senyawa molekuler biner, tata nama senyawa oksida, dan tata nama asam.

Tata nama senyawa molekuler biner

1. Unsur pertama dalam rumus senyawa disebut lebih dulu sesuai nama unsurnya
2. Unsur kedua diberi nama seperti anion
3. Jumlah atom ditunjukkan dengan menggunakan awalan mono, di, tri dan seterusnya. (ini perbedaan mendasar dari tata nama senyawa ionik)
4. Awalan mono tidak disebutkan untuk unsur yang ada ada didepan, contoh CO atau karbon monoksida bukan monokarbon monoksida.

Berikut contoh beberapa senyawa molekuler biner berserta namanya:

HF : Hidrogen flourida
N₂O : Dinitrogen monoksida
N₂O₅ : Dinitrogen pentaoksida

Catatan : Urutan penulisan unsur-unsur dalam rumus senyawa molekuler berdasarkan aturan IUPAC

Unsur	Bi	Si C	Sb As P N	H	Te Se S	I Br Cl	O	F
Golongan	13	14	15	1	16	17	16	17

Unsur sebelah kiri memiliki prioritas kasta lebih tinggi dari pada unsur sebelah kanan
Contohnya : NF₃ . bukan F₃N (Effendy, 2007)

Alternatif tata nama senyawa oksida

Berdasarkan tata nama Inggris valensi atom nonlogam pada senyawa oksida ditunjjukan dengan angka romawi. Berikut beberapa contoh senyawa oksida beserta namanya berdasrkan tata nama Inggris.

N₂O₃ : Nitrogen (III) oksida
N₂O₅ : Nitrogen (V) oksida
P₂O₅ : Fosfor (V) oksida
SO₂ : Belerang (IV) oksida

Tata Nama Asam

Masih ingat apa itu asam ?

ya berdasarkan teori Arhenius, asam adalah suatu zat yang jika dilarutkan dalam air akan menghasilkan satu atau lebih ion H⁺ dan satu atau lebih anion (Effendy, 2007)

Sebagai contoh : Gas HCl terdiri dari molekul-molekul HCl. Bila HCl dilarutkan dalam air ia menghasilkan ion-ion sesuai persamaan reaksi berikut:
HCl (g) → H⁺(aq) + Cl^-(aq)
H⁺ (aq) menunjukkan bahwa ion H⁺ disolvasi atau diikat oleh molekul-molekul air

Bagaimana aturan penamaan asam?

Bila asamnya tidak mengandung oksigen, maka namanya dalam bahasa Indonesia adalah dengan mengganti kata hidrogen pada senyawa dengan kata asam

contohnya : HI (aq) : Asam iodida, H₂S (aq): Asam sulfida

Untuk asam yang mengandung atom oksigen (asam okso atau asam oksi) penamaanya adalah dengan mengganti kata ion pada nama ionnya dengan kata asam.

Contoh : H₂CO₃ : asam karbonat (anionnya CO₃^2-) ; H₂SO₄ : asam sulfat (anionnya SO₄^2-)

Demikan pembahasan kita tentang tata nama senyawa ionik dan senyawa molekuler semoga bermanfaat ya teman-teman ^_^

Referensi

Chang, Raymond. 2011. General Chemistry, The Essential Concept Ed 6. Graw Hill Higher Education. USA: New York

Effendy.2007. A-level Chemistry For Senior High School Vol 2A. Bayumedia: Malang

Tata Nama Senyawa Ionik dan Senyawa Molekuler (Part-1)

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang tata nama senyawa ionik dan senyawa molekuler. Adanya perkembangan IPTEK menunjang lahirnya senyawa-senyawa baru yang saat ini lebih kurang 20 juta senyawa dengan tambahan senyawa baru lebih dari 30 ribu setiap tahun. Oleh karena itu diperlukan suatu aturan tata nama yang sistematik yang berlaku secara universal sehingga setiap senyawa yang ditemukan memiliki nama sendiri yang tidak sama dengan senyawa lain.

Potasium Kloridas (Senyawa Ionik)

Sebelum aturan tatanama sistematik ditemukan sudah dikenal aturan tata nama umum yang disebut tata nama trivial. Tata nama trivial adalah tata nama senyawa yang didasarkan pada nama penemu, warna atau kegunaannya. Contohnya Na₂SO₄ yang diberi nama garam glauber karena penemunya J.R.Glauber. Tata nama ini pun semakin ditinggalkan karena senyawa-senyawa yang semakin banyak ditemukan dengan warna dan cirikhas yang hampir sama. Selanjutnya ada yang dikenal dengan tata nama tradisional. Tata nama tradisional yaitu tata nama yang menunjukkan unsur penyusunnya contohnya KI atau kalium iodidida karena tersusun oleh unsur kalium dan iodin. Namun sama halnya dengan tata nama trivial aturan tata nama ini mulai ditinggalkan semenjak adanya aturan baru dari IUPAC tentang tata nama sistematik yang berlaku universal dan sampai sekarang masih tetap digunakan. 

Berikut ini akan dipaparkan aturan tata nama senyawa anorganik baik senyawa ionik maupun senyawa molekuler...Cekidot ^_^

A. Tata Nama Senyawa Ionik

Senyawa ionik tersusun atas kation dan anion. Sebagian besar kation monoatomik merupakan kation logam kecuali H⁺. Kation lainnya adalah kation poliatomik contonya NH₄⁺ . Anion juga ada yang poliatomik contohnya SO₄^2-

Berikut ini nama beberapa kation

Li ⁺ = ion litium

Na⁺ = ion natrium

Co ²⁺ = Ion kobalto (Nama tradisional), Ion kobalt (II) (Nama sistematik/Stock)

Co ³⁺ = Ion kobalti (Nama tradisional), Ion kobalt (III) (Nama sistematik/Stock)

Catatan:

Akhiran -o digunakan untuk memberi nama ion yang memiliki muatan yang lebih rendah, sedangkan akhiran -i dugunakan untuk memberi nama ion yang memiliki muatan yang lebih tinggi.

Tata nama sistematik disebut juga sistem Stock. Angka romawi digunakan apabila unsur logam transisi memiliki lebih dari satu macam kation, contoh selain kobalt:  Mn²⁺, Mn⁴⁺, Fe²⁺, Fe^3+, Hg²⁺, Hg₂²⁺. Unsur logam yang hanya memiliki satu kation tidak perlu menggunakan angka romawi

Berikut ini nama beberapa anion

Unsur-unsur nonlogam cenderung membentuk ion negatif atau anion. Nama anion monoatomik diberi akhiran -da. Nama tradisional dan nama sistematik anion-anion tersebut adalah sama seperti berikut ini

H^- = Ion hidridia

Si^4- = Ion silisida

S^2- = Ion sulfida

Cl^- = ion klorida

Nama dari anion okso didasarkan atas jumlah atom oksigen yang terdapat didalamnya, jumlah atom O lebih sedikit diberi akhiran -it, sedangkan jumlah atom O lebih banyak diberi akhiran -at. seperti berikut ini.

SO₃^2- = Ion sulfit

SO₄^2- = Ion sulfat

Atom-atom halogen dapat membentuk empat macam anion okso, jika memiliki 1 atom O diberi awalan hipo dan diakhir -it, jika memilki 2 atom O diberi akhiran -it, jika 3 atom O diberi akhiran -at, dan terakhir jika terdiri dari 4 atom O diberi awalan per dan akhiran at, seperti contoh berikut ini.

ClO^- = ion hipoklorit

ClO₂^- = ion klorit

ClO₃^- = ion klorat

ClO₄^- = ion perklorat

Unsur nonlogam yang hanya membentuk satu anion okso diberi akhiran -at contohnya

CO₃^2- = ion karbonat

Tata nama anion okso alternatif

Ion diikuti dengan jumlah atom oksigen + okso + nama unsur+ akhiran -at + muatan ion

contohnya

PO₄^3- = ion tetraoksofosfat(3-)

Beberapa anion populer dalam pembelajaran kimia SMA

CN^- = Ion sianida

O₂^2- = Ion peroksida

SCN^- = ion tiosianat

C₂O₄^2- = ion oksalat

HS^- = ion bisulfida (ion hidrogen sulfida)

HCO₃^- = ion bikarbonat (ion hidrogen karbonat)

HSO₄^- = ion bisulfat (ion hidrogen sulfat)

Nah sebelum membahas tata nama senyawa ionik kita perlu tahu bagaima penulisan rumus senyawa ionik

Rumus senyawa ionik diberikan dengan menuliskan rumus kation ditambah angka indeks yang menyetarakan jumlah kation diikuti dengan rumus anion ditambah angka indek yang menyatakan jumlah anion. Angka indeks ini dibutuhkan agar jumlah muatan positif dan jumlah muatan negatif anion seimbang sehingga muatannya netral. Harga indeks satu tidak perlu ditulis. seperti contoh berikut ini

Na⁺ + Cl^- = NaCl

Na⁺ + S^2- = Na₂S

Ca²⁺+ NO₃^- = Ca (NO₃)₂

catatan :

(1) Pada rumus senyawa ionik, rumus anion ditulis setelah rumus kation.

(2) Ion poliatomik yang jumlahnya dua atau lebih ditulis dalam tanda kurung.

 ....bagaimana tata nama senyawa ionik letss cekidot 

1.. Senyawa ionik biner dengan kation dan anion sederhana jumlah anion dan kation tidak perlu disebutkan seperti contoh berikut

NaCl= Natrium klorida

Mg₃N₂ = Magnesium nitrida

2..Senyawa ionik biner yang memiliki lebih dari satu muatan kation maka berlaku tata sistematika stock seperti contoh berikut ini

FeO = Fero flourida atau Besi (II) flourida

Fe₂O₃ = Feri flourida atau Besi (III) flourida

3.. Senyawa ionik poliatomik memiliki aturan yang sama dengan senyawa ionik biner

K₂SO₄ = Kalium sulfat

Sampai disini dulu yaa...jangan lupa ikuti pembahasan selanjutnya tentang tata nama senyawa molekuler.. ^_^

Referensi

Chang, Raymond. 2011. General Chemistry, The Essential Concept Ed 6. Graw Hill Higher Education. USA: New York

Effendy.2007. A-level Chemistry For Senior High School Vol 2A. Bayumedia: Malang

Model Pembelajaran Problem Solving

Berkembangnya paradigma dalam pembelajaran dari behavauristik menjadi konstruktifistik melahirkan temuan-temuan model pembelajaran baru salah satunya model pembelajaran problem solving. Salah satu hal yang penting dalam memilih strategi pembelajaran adalah harus disesuaikan dengan karakteristik materi. Pembelajaran kimia yang ideal adalah pembelajaran yang mengkaji berbagai aspek dari konsep-konsep yang dipelajari, karena konsep-konsep kimia mencakup aspek konseptual dan algoritmik yang sebagian besar merupakan penggambaran abstrak, maka pembelajaran kimia yang ideal adalah yang mampu mengintegrasi kedua aspek tersebut. Mengingat materi dalam pokok bahasan kimia banyak melibatkan konsep, prinsip, aturan serta perhitungan secara matematika, maka perlu diupayakan suatu metode pegajaran yang dapat memudahkan siswa memahami materi tersebut.

Saat ini banyak dikembangkan pendekatan baru dalam pembelajaran, salah satunya problem solving (pemecahan masalah). John Dewey adalah orang yang pertama kali mengenalkan pendekatan pemecahan masalah (problem solving) di sekolah. Menurutnya, masalah adalah suatu yang diragukan atau sesuatu yang belum pasti. Pemecahan masalah, menekankan agar pembelajaran yang diberikan dapat memberi siswa kemampuan bagaimana cara memecahkan masalah yang obyektif dan tahu benar yang sedang dihadapi. Pemecahan masalah (problem solving) merupakan aktivitas mental yang kompleks dan melibatkan visualisasi, imajinasi, abstraksi dan kumpulan gagasan atau ide-ide dalam meramu untuk mencari solusi dari permasalahan yang dihadapi, memecahkan masalah, dan memeriksa jika masalah sudah dipecahkan. Landasan dalam pemecahan masalah adalah pemahaman aspek konseptual dan aspek algoritmik, yang pengoperasian matematikanya membutuhkan keterampilan dan latihan (Tingle and Good, 1990). Dengan strategi problem solving diduga akan dicapai hasil belajar yang optimal, baik pemahaman konseptual maupun pemahaman algoritmik.

Problem solving sangat cocok digunakan dalam mengajarkan materi yang banyak melibatkan konsep-konsep dan perhitungan. Hal tersebut dapat dilihat dalam penyelesaian masalah dalam model problem solving, yaitu dapat berupa penyelesaian secara kuantitatif maupun kualitatif. Penyelesaian kuantitatif penggunaan rumus yang sesuai sehingga dapat menjawab masalah yang diberikan. Sedangkan penyelesaian kualitatif dapat dilakukan dengan penyimpulan dan logika sehingga pemecahan masalah dapat dikaitkan antara logika yang ada dengan masalah yang ada.

Model pembelajaran Problem Solving mempunyai beberapa langkah yang dapat dilaksanakan dalam pembelajaran kimia. Ada beberapa ahli yang mengajukan langkah-langkah model pembelajaran Problem Solving, akan tetapi model Problem Solving yang diajukan oleh Polya lebih fleksibel dibandingkan dengan yang lainnya dan sering digunakan dalam penelitian (Wilson dkk, 1995). Polya (2004) menyatakan ada empat langkah dalam model Problem Solving yaitu memahami masalah, merancang rencana solusi, melaksanakan rencana solusi dan review (pengecekan)

Berdasarkan pemaparan di atas penerapan pembelajaran dengan strategi Problem Solving diawali dengan fase analisis masalah yaitu fase dimana siswa memahami permasalahan, masalah tersebut harus dianalisis sedemikian rupa sehingga, dapat dipilah hal-hal yang diketahui dan yang tidak diketahui. Untuk tahap ini, perlu dijawab pertanyaan, pertanyaan seperti apa yang diketahui dan yang belum diketahui, apa ketentuan dan bagaimana persyaratan-persyaratanya. Tahap selanjutnya adalah penyusunan penyelesaian masalah (perencanaan) yaitu tahap dimana siswa menemukan semua materi konsep-konsep atau unsur-unsur pengetahuan yang erat kaitannya dengan masalah yang dihadapi dan kemudian menyeleksi informasi yang tepat yang dapat digunakan untuk menyusun rencana penyelesaian. Pada tahap ini siswa dilatih untuk memanfaatkan informasi yang telah diperoleh dan merencanakan strategi yang tepat untuk menyelesaikan masalah. Tahap ketiga adalah penyelesaian/pemecahan masalah dimana pada tahap ini dilakukan penggabungan bagian-bagian informasi yang terpisah-pisah tadi untuk menghasilkan suatu jawaban penyelesaian. Penyelesaian masalah dapat berupa penyelesaian secara kuantitatif maupun kualitatif. Tahap terakhir adalah pengecekan dimana pada tahap ini dilakukan serangkaian evaluasi dari seluruh tahap sehingga diperoleh penyelesaian yang tepat.

Pada implementasinya model problem solving banyak mengalami kendala dalam proses pembelajaran. Kendala disebabkan sulitnya siswa menghubungkan konsep yang telah diperoleh dengan konsep yang akan dipelajari, sehingga terhambat pada tahap analisis masalah dan perencanaan pada sintak problem solving. Selain itu daya ingat siswa yang berbeda-beda menyebabkan lambatnya penyelesaian suatu masalah. Hal ini akan berpengaruh dalam proses problem solving yang dilakukan.

Berikut ini saya berikan contoh skenario penerapan model pembelajaran problem solving dimana dosen akan membahas tentang materi yield reaction

Dosen memberikan pengantar pada materi yield reaction
Terkadang mereaksikan zat kimia, hasil yang diperoleh lebih kecil dari diharapakan/berdasarkan teori. Apakah yang menyebabkan demikian?
Jawaban yang diharapkan :
Reaktan yang digunakan tidak murni. atau mungkin saja teknik reaksi yang digunakan tidak begitu baik. Tidak menutup kemungkinan, reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan, sehingga kita tidak akan pernah memperoleh hasil 100% dari perubahan reaktan menjadi produk, bahkan ada reaksi yang berlangsung 100% tetapi sulit untuk memperoleh kembali seluruh produk dari setengah reaksi. Beberapa reaksi berlangsung kompleks, sehingga antar produk yang terbentuk bereaksi kembali membentuk produk yang lain.
Kalau begitu bagaimana kita mengukur efisiensi dari suatu reaksi kimia? Untuk menjawab pertanyaa tersebut, perhatikan contoh berikut:
Dosen memberikan contoh problem
Nitrogliserin (C₃H₅N₃O₉) merupakan bahan peledak yang memiliki kekuatan sangat dahsyat. Reaksi dekomposisinya dapat ditunjukan sebagai berikut:

4C₃H₅N₃O₉ → 6 N₂ + 12 CO₂ + 10 H₂O + O₂

Reaksi berlangsung pada suhu sangat tinggi dan menghasilka banyak gas, bersamaan dengan kecepatan ekspansinya dalam menghasilkan ledakan. (a) Berapakah jumlah maksimum O2 yang dapat terbentuk dari 200 g nitrogliserin? (b) berapakah persen hasil dari reaksi ini jika oksigen yang dihasilkan sebesar 6,55 gram?

Dosen mencontohkan pemecahan masalah menggunakan tahapan problem solving

Mahasiswa dan dosen bersama-sama memecahkan contoh problem

Diharapkan mahasiswa memperhatikan penjelasan dosen dengan seksama, serta mengajukan pertanyaan, apabila ada yang belum dimengerti dari penjelasan dosen

Tahap Analisis Masalah

Diketahui :
Zat-zat yang terlibat dalam reaksi :
Nitrogliserin (C3H5N3O9) 200 g , massa molar: 227g/mol
Gas Oksigen (O2) hasil sebernarnya : 6,55 gram, massa molar 32 g/mol
Ditanya:
Hasil maksimum pembentukan O2
% yield reaction jika hasil gas Oksigen (O2) sebernarnya : 6,55 gram

Tahap Perencanaan

Menuliskan persamaan reaksi
Menentukan mol Nitrogliserin (C₃H₅N₃O₉)
Berdasarkan nisbah stoikiometri hitunglah jumlah mol O2
Menghitung massa teoritik O2
Membandingkan hasil sebenarnya dengan hasil teoritk

Tahap Pemecahan Masalah

1. Menuliskan persamaan reaksi

4C₃H₅N₃O₉ → 6 N₂ + 12 CO₂ + 10 H₂O + O₂

2. Menentukan mol Nitrogliserin (C₃H₅N₃O₉)
Mol C₃H₅N₃O₉
: 200gram x (1 mol CaCO3 / 227 gram)
: 0,88 mol

3. Berdasarkan nisbah stoikiometri hitunglah jumlah mol O2
Mol O2 = 0,88 mol C₃H₅N₃O₉ x ( 1 mol O2/ 4 mol C₃H₅N₃O₉)
= 0,22 mol

4. Menghitung massa maksimum O2
Massa O2 = 0,22 mol x(32 gram/ 1mol)
= 7,048 gram

5. Membandingkan hasil sebenarnya dengan hasil teoritik:
Yield reaction = (Hasil sesungguhnya/ Hasil teoritis x 100%)
Yield reaction = (6,55 gram/7,048 gram) x100%
= 92,9 %

Tahap pengecekan

Penyesuaian koefisen reaksi berdasarkan hukum kekekalan massa
Penentuan nisbah stoikiometri sudah benar.
Hasil reaksi teoritis selalu lebih besar dari hasil reaksi sebenarnya
Yield reaction biasanya selalu kurang dari 100%

Demikian ulasan singkat tentang model pembelajaran problem solving serta contoh penerapanya di kelas semoga bermanfaat ^_^

Referensi

Tingle, B.J., & Good, R. 1990. Effect of Cooperative Grouping On Stoichiometric Problem Solving in High School Chemistry. Journal of Research In Science Teaching, 27 (7): 671-683.
Wilson, K.G., Stelzer, J.Bergman, J.N., Kral, M.J.,Inayatullah, M.,Elliot, C.A. 1995. Problem Solving, Stress, and Coping in Adollescent Suicide Attempts. Suicide and Life-Threatening Behavior, 25(2):241-252.
Polya, G. 2004. How To Solve It (John Conway, Ed). United State of America: Princention University Press.

Review Jurnal : Efektivitas Pembelajaran Berbasis Inkuiri menggunakan Model Tingkat Partikulat untuk Meningkatkan Pemahaman Konseptual Stoikiometri Siswa

Pada kesempatan kali ini saya akan mereview sebuah jurnal dengan topik pembelajaran berbasis inkuiri namun pembelajaran inkuiri kali ini dipadukan dengan model pemahaman tingkat partikulat/ molekuler. Pembelajaran berbasis inkuiri tentu tak asing bagi teman-teman khususnya mahasiswa pendidikan. Pembelajaran berbasis inkuiri merupakan salah satu bentuk pembelajaran dengan menggunakan pendekatan saintifik atau ilmiah, yaitu pendekatan dimana siswa diminta untuk mencari dan menemukan sendiri konsep yang dipelajari dengan menggunakan prinsip-prinsip metode ilmiah. Pada prakteknya pembelajaran berbasis inkuiri, siswa akan dibiasakan untuk diberi suatu masalah, merumuskan masalah, mencari solusi, membuat dugaan sementara, menguji dengan melakukan penyelidikan dan pada akhirnya membuat kesimpulan. Dengan melakukan kegiatan tersebut siswa akan terlatih untuk mengkonstruksi pengetahuannya sendiri dan pembelajaran menjadi lebih bermakna.

Seiring berjalannya waktu, adanya upaya-upaya untuk meningkatkan pemahaman konspetual siswa menyebabkan lahirnya penelitian-penelitian baru tentang pembelajaran berbasis inkuiri yang dipadukan dengan media atau model pembelajaran lainnya. Penelitian ini, merupakan salah satu bentuk perkembangan pembelajaran berbasis inkuiri dimana pada prakteknya dipadukan dengan model tingkat molekuler untuk meningkatkan pemahaman konseptual siswa pada materi stoikiometri. Pada jurnal tersebut dijelaskan bahwa latar belakang penelitian disebabkan adanya ironi dalam pembelajaran dimana masih banyak siswa yang belum memiliki pemahaman konsep yang memadai pada materi stoikiometri.

Sebagai contoh sebagian besar siswa tahu cara menentukan persamaan reaksi setara namun belum memahami apa makna dari persamaan reaksi tersebut. Padahal jika siswa menguasai persamaan reaksi maka siswa akan mudah untuk memecahkan problem stoikiometri selanjutnya seperti perbandingan mol, penentuan jumlah reaktan dan produk, kemudian reaksi pembatas. Rendahnya pemahaman konseptual tersebut bisa terjadi karena rendahnya kemampuan multirepresentasi siswa khususnya pada tingkat mikroskopik atau molekuler.

Siswa hanya dibiasakan menghadapi problem-problem pada tingkat makroskopik maupun simbolik, sedangkan level mikroskopik senantiasa diabaikan, padahal dengan melihat gambaran secara mikroskopik misalnya molekul-molekul yang terlibat dalam reaksi justru akan mempertajam pemahaman konsep siswa.

Penelitian ini bertujuan  (1) merancang pembelajaran untuk meningkatkan pemahaman konseptual siswa pada materi stoikiometri dan (2) melakukan evaluasi pada proses pembelajaran yang dilakukan. Eksperimen yang digunakan merupakan eksperimen semu dengan rancangan one group pretest posttest. Penelitian dilakukan pada siswa tingkat 11 berjumlah 28 orang dan pada siswa tingktan 12 berjumlah 26 orang. Pretest dilakukan sebelum pembelajaran dimulai dan posttest dilakukan diakhir proses pembelajaran. Penelitian dilakukan selama separuh dari semester dua. Perlakuan yang diberikan pada penelitian dilakukan dua tahap. Periode pertama disebut Balancing in a Particulate Way (BPW) dan tahap kedua disebut Not Lef tovers Again (NLA).

Pada tahap pertama yaitu Balancing in a Particulate Way (BPW) penyetaran pada level mikroskopik. Pembelajaran ini dirancang berdasarkan data miskonsepsi siswa sebelumnya pada materi stoikiometri yang menunjukkan pemahaman konsep rendah pada persamaan reaksi dan rumus kimia senyawa. Sebagian besar siswa belum mengetahui perbedaan koefisien dan indeks pada persamaan reaksi dan rumus kimia pada pertanyaan konseptual. Sebagian besar siswa dapat memecahkan masalah matematika namun kesulitan saat dihadapkan pada pertanyaan konseptual level mikroskopik. BPW bertujuan untuk memfasilitasi pemahaman stoikiometri tingkat mikrokopik dan simbolik siswa, hal tersebut juga dapat sebagai saran dimana penggunaan multirepsresentasi dapat mengurangi miskonsepsi siswa. Pada tahap ini siswa dihadapkan dengan persamaan simbolik dan gambaran mikroskopik yang merupakan persamaan kimia yang sana. Aktivitas menggunakan 10 reaksi senyawa kovalen yang berbeda yang direpresentasikan pada level simbolik dan mikroskopik. Para siswa melakukan pemecahan masalah dua representasi tersebut berdasarkan pertanyaan-pertanyaan inkuiri yang dilakukan (contoh problem dapat teman-teman lihat pada jurnal induk). Selama proses pembelajaran guru bertugas sebagai fasilitator, berjalan keseluruh bagian kelas, dan mendatangi masing-masing kelompok siswa yang sedang berdiskusi.

Tahap kedua disebut Not Lef tovers Again (NLA) yaitu pembelajaran dirancang untuk menghubungkan level simbolik, algoritmik dan mikroskopik pada stoikiometri. Target dari NLA khususnya miskonsepsi siswa pada asumsi bahwa reaksi kimia pada sebuah jumalah mol yag sama maka perbandingan mol dan massa adalah sama dan massa molar dengan massa sebenarnya. Selanjutnya siswa akan menghitung proporsi perubahan kimia yang terjadi. Pembelajaran ini akan membantu siswa membangun konsep utama dalam stoikiometri untuk memecahkan masalah algoritmik. Pada tahap ini juga dilakukan kegiatan pra lab yang bertujuan untuk penyelidikan siswa. Berdasarkan hasil evaluasi posttest menunjukkan siswa yang melakukan kegiatan inkuiri berbantuan mutirepresentasi mengalami peningkatan pemahaman konseptual yang signifikan.

Demikian review jurnal yang dapat saya berikan untuk lebih lengkapnya teman-teman dapat mengunjungi link berikut ini:

Effectiveness of Inquiry-Based Lessons Using Particulate Level
Models To Develop High School Students’ Understanding of
Conceptual Stoichiometry
Stephanie Kimberlin† and Ellen Yezierski*,
Live Oaks Career Campus, Milford, Ohio 45150, United States
Department of Chemistry & Biochemistry, Miami University, Oxford, Ohio 45056, United States
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jchemed.5b01010

Penentuan Rumus Molekul Suatu Senyawa

Pada kesempatan sebelumnya kita telah memperlajari cara menentukan rumus empiris suatu senyawa berdasarkan persen komposisinya, Nah pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang rumus molekul senyawa…let's cekidot… ^_^

Pada dasar suatu perbandingan komposisi hanya digunakan untuk menentukan rumus empiris yang merupakan perbandingan atom dari suatu senyawa. Sedangkan rumus kimia yang menunjukkan jumlah atom sebenarnya didalam senyawa disebut rumus molekul. Dalam rumus molekul indeks/ subscript menunjukkan jumlah atom dalam suatu molekul. Rumus molekul senyawa biasanya merupakan kelipatan dari rumus empirisnya. Sebagai contoh rumus molekul etena adalah dua kali rumus empirisnya; rumus molekul propena adalah tiga kalo rumus empirisnya.

Beberapa senyawa memiliki rumus molekul yang identik dengan rumus empirisya contoh CH₄, NH₃. Namun ada pula yang berbeda contoh C₈H₁₈ memiliki rumus empiris C₄H₉ dari contoh tersebut dapat dilihat rumus molekul adalah kelipatan dari rumus empiris. Sebagai contoh suatu senyawa memiliki rumus empiris HO dengan massa rumus (17,01 g/mol) jika massa molekul sebesar 34,02 maka rumus molekulnya dapat ditentukan dengan membandingkan massa rumus dengan massa molekul yaitu kelipatan 2, sehingga rumus molekulnya (HO)₂ atau H₂O₂.

Untuk membantu teman-teman dalam memahami cara penentuan rumus molekul mari percahkan bersama problem berikut ini….

Benzopiren merupakan salah satu senyawa berbahaya, sebagai agen dari penyebab kanker. Komposisi tersebesar dari senyawa tersebut adalah karbon dengan persen massa mencapai 95,21% dan sisanya Hidrogen dengan persen massa 4.79%. Dari komposisi tersebut bagaimankah rumus molekul dari Benzopiren (Massa molar: 252,30 gram).

1. Tahap Analisis Masalah

Diketahui:

Persentase masing-masing elemen

95,21% C 4,79% H

Massa Molar Benzopiren 194.2 g/mol

Ditanya : rumus moleku Benzopiren

2. Tahap Perencanaan Pemecahan Masalah

Menentukan jumlah mol dari dari masing-masing penyusun

Menentukan rumus empiris senyawa dengan cara membuat perbandingan mol paling sederhana (bilangan bulat) dari ketiga penyusun.

Menentukan massa rumus empiris

Menentukan kelipatan dengan membandingkan massa rumus dengan massa molekul.

3. Tahap Pemecahan Masalah

Asumsikan bahwa massa senyawa 100 gram, sehingga massa C = 95,21 gram dan H= 4,79 gram.

Tentukan mol C dan H

• Mol C= 95.21 gC x ( 1mol/12 gC)= 7.982 mol
• Mol H= 4,75 mol

Tentukan rumus empiris

C _7,982 H _4,75

C _(7,982/4,75) H _(4,75/4,75)

C _1,67 H ₁

C₅H₃

Perbandingan massa molar rumus molekul dengan massa molar rumus empiris

= 252,30 g/mol /63,07 g/mol = 4

Sehingga rumus molekul Benzoperin

(C₅H₃)₄= C₂₀H₁₂

Demikian teman-teman pembahasan tentang rumus empiris dan rumus molekul semoga bermanfaat…jangan lupa ikuti materi selanjutnya…. ^_^

Referensi

Chang, Raymond. 2011. General Chemistry, The Essential Concept Ed 6. Graw Hill Higher Education. USA: New York

Effendy.2007. A-level Chemistry For Senior High School Vol 2A. Bayumedia: Malang

Penentuan Rumus Empiris Suatu Senyawa

Masih ingat arti indeks pada suatu rumus kimia? Ya.. indeks tersebut menunjukkan perbandingan mol dari masing-masing unsur pembentuk senyawa. Jika terdapat zat yang tidak diketahui rumus kimianya namun diketahui persen komposisinya maka kita akan mudah untuk mengetahui rumus kimianya. Rumus kimia yang ditentukan dari persen komposisi itulah yang disebut dengan rumus empiris. Mengapa dengan mengetahui persen komposisi kita bisa menentukan rumus empirisnya? Informasi apa yang diperoleh dari persen komposisi. Perhatikan contoh berikut:

Contohnya suatu cairan tak berwarna memiliki komposisi 84,1 % karbon dan 15,9% hidrogen. Untuk mempermudah dapat diasumsikan bahwa massa komponen total 100 gram. Sehingga kita dapat mengasumsikan massa dari C 84,1 gram dan hidrogen 15,9 gram. Jika massa telah diketahui maka kita bisa mengkoversi dalam bentuk mol dengan menggunakan massa molar masing-masing ( Ingat : materi mass relationship) .

Beberapa senyawa seperti etana (C₂H₄), propena (C₃H₆), dan butena (C₄H₈) tersusun atas atom karbon dan atom hidrogen. Perbandingan jumlah atom karbon dan atom hidrogen dalam senyawa-senyawa tersebut adalah 1:2. Etena, propena dan butena memiliki rumus empiris yang sama yaitu CH₂. Rumus empiris adalah rumus paling sederhana dari suatu senyawa yang menyatakan jenis atom dan jumlah relatif dari atom-atom tersebut.

Untuk lebih memahami materi rumus empiris mari kita bersama pecahkan problem berikut ini,,,,,cekidot ^_^

Problem 1 (Menentukan rumus empiris dari suatu analisis unsur)

Suatu analisis elemen dalam suatu senyawa menunjukkan terdapat 2,82 g logam Na, 4,35 Cl dan 7,83 O. Dari komposisi tersebut seorang analisis ingin menentukan rumus empiris dari senyawa yang diperoleh. Apa rumus empiris yang diperoleh oleh analis tersebut? (massa molar (g/mol)= Na : 23, Cl :35,5 O:16)

Yuukkk Kita pecahkan Bersama…

1. Tahap Analisis Masalah

Diketahui :

Komposisi : Na (2,82 g), Cl (4,35 g), O (7,83 g)

Ditanya:

Tentukan rumus empiris dari senyawa yang diperoleh

2. Tahap Perencanaan Pemecahan masalah

Menentukan jumlah mol dari dari masing-masing penyusun

Menentukan perbandingan mol paling sederhana (bilangan bulat) dari ketiga penyusun.

3. Tahap Pemecahan Masalah

Menentukan jumlah mol dari dari masing-masing penyusun

Mol Na = 2,82 g x (1 mol Na/22,9 g Na)= 0,123 mol

Mol Cl = 4,35 g x (1 mol Cl/35,45g Cl= 0,123 mol

Mol O = 7,83 g x (1 mol O/16,00 g O)= 0,489 mol

Menentukan perbandingan mol paling sederhana (bilangan bulat) dari ketiga penyusun

Na _{(0,123/0,123)} Cl _{(0,123/0,123)} O _{(0 ,489/0,123)}= NaClO₄

4. Tahap Pengecekan

Perbandingan mol Na dan Cl lebih kecil dari O karena massa dari penyusunnya lebih kecil 0,1 massa molarnya. Sedangkan O memiliki jumlah mol yang besar karena massa molar sangat kecil dibandingkan Na dan Cl.

Fakta bahwa kita dapat menentukan rumus empiris senyawa jika kita mengetahui persen komposisinya memungkinkan kita untuk mengidentifikasi senyawa melalui percobaan. Dengan analisis kimia, massa zat hasil reaksi dapat diketahui. Penyusun zat hasil reaksi tentu saja sama dengan reaktan pembentuknya. Dengan informasi massa zat hasil reaksi tersebut, kita dapat mengetahui massa dari unsur penyusun reaktannya. Seperti problem berikut ini

Problem 2. (Menentukan rumus empiris dari suatu reaksi pembakaran)

Jika etanol dibakar dalam sebuah peralatan pembakaran gas maka gas karbondioksida dan air akan dilepaskan. Massa CO₂ dan H₂O yang dihasilkan dapat ditentukan dengan mengukur kenaikan massa penyerap CO₂ dan H₂O. Andaikan dalam sebuah percobaan, pembakaran 11,5 gram etanol menghasilkan 22,0 gram CO₂ dan 13,5 gram H₂O. Maka bagaimanakah rumus empiris dari etanol (asumsikan seluruh karbon menjadi CO₂ dan Hidrogen menjadi H₂O )?


Mari kita pecahkan bersama...

1. Tahap Analisis Masalah

Diketahui :

Komposisi : Massa etanol sebelum : 11,5 gram, menghasilkan 22,0 gram CO₂ dan 13,5 gram H₂O

Ditanya:

Tentukan rumus empiris

2. Tahap Perencanaan

Menentukan komposisi C pada CO₂

Menentukan komposisi H pada H₂O

Menentukan selisih jumlah C dan H dengan massa etanol

Jika terdapat selisih maka kemungkinan adalah massa oksigen

Menentukan jumlah mol dari dari masing-masing penyusun

Menentukan perbandingan mol paling sederhana (bilangan bulat) dari ketiga penyusun.

3. Tahap Pemecahan Masalah

Massa C = 22,0 gCO₂ x (1 mol CO₂/44,0g CO₂)x (1 mol C/ 1 mol CO₂) x (12,01 gC/ 1mol C)=6,00 g C

Massa H= 13,5 gH₂O x (1 mol H₂O/44,0g H₂O)x (1 mol C/1 mol H₂O) x (12,01 gH/ 1molH)=1,51 g H

Jadi dalam 11,5 g etanol terdapat 6 g karbon dan 1,51 g hidrogen, sisanya tentulah oksigen:

Massa O = massa sampel – (massa C + massa H)

Massa O = (11,5 g- (6,00 g +1,51 g)

= 4,0 g

Menentukan jumlah mol dari dari masing-masing penyusun

Mol C = 6 g x (1 mol C/12,01 g)= 0,500 mol

Mol H = 1,51g x ( 1mol H /1,008g) = 1,50 mol

Mol O = 4,0 g x (1 mol O/ 16,00 g O) = 0,25 mol



Menentukan perbandingan mol paling sederhana (bilangan bulat) dari ketiga penyusun.

C₂H₆O

4. Tahap Pengecekan

Perbandingan mol C dan H lebih besar dari O sehingga massa oksigen lebih kecil dari

Referensi

Chang, Raymond. 2011. General Chemistry, The Essential Concept Ed 6. Graw Hill Higher Education. USA: New York

Effendy.2007. A-level Chemistry For Senior High School Vol 2A. Bayumedia: Malang

Aplikasi Komposisi Massa Pada Bidang Industri

Teman-teman pada kesempatan kali ini kita akan kembali melanjutkan pembahasan kita tentang komposisi massa atau sering kali disebut persen massa. Pembahasan berikut ini menyangkut aplikasi komposisi massa dalam dunia industri,,sangat menarik bukan ternyata materi kimia yang kita pelajari sangat erat dengan kehidupan kita sehari-hari. Para kimiawan seringkali ingin mengetahui massa aktual dari salah satu unsur dalam suatu senyawa dengan massa tertentu. Sebagai contoh, pada industri pertambangan, informasi ini dapat menjelasakan kualitas bijih. Karena persen komposisi massa dari unsur-unsur dalam senyawa dapat dihitung dengan cepat, maka masalah ini dapat diselesaikan dengan cara yang cukup sederhana. Selain itu dengan mengetahui persen komposisi yang sebenarnya maka kita bisa mengetahui apakah unsur yang kita pisahkan dari senyawa, sudah terpisah secara sempurna atau tidak. Untuk lebih memahami pembahasan ini mari bersama kita pecahkan problem berikut ini.

Problem 2 (Penentuan komposisi unsur dalam senyawa dengan jumlah tertentu)

Kalkoparit (CuFeS2) merupakan salah satu mineral penting sebagai sumber tembaga (Cu). Seseorang telah memisahkan logam Cu sebesar 1,50 x 103 kg dari 5,93 x 103 kg kalkoparit Berdasarkan hasil yang diperoleh apakah logam tembaga sudah terpisahkan dengan sempurna dari mineralnya?
Mari kita bahas bersama …^_^
1. Tahap Analisis Masalah
Diketahui :
Rumus kimia kalkoparit : CuFeS2
Massa kalkoparit : 5,93 x 103 kg
Massa Cu yang diperoleh : 1,50 x 103 kg
Ditanya:
Apakah hasil pemisahan telah sempurna dipisahkan
Untuk mengetahui apakah hasil sudah sempurna adalah dengan membandingakan dengan hasil yang diperoleh dengan hasil sebenarnya secara teoritis. Untuk itu perlu diketahui kadar Cu dalam kalkoparit secara teoritis.
2.Tahap Perencanaan Pemecahan Masalah
Menentukan massa molar kalkoparit dan Cu
Menentukan jumlah molar atom Cu dalam kalkoparit
Menentukan % komposisi dengan membandingkan massa Cu dengan Massa molar kalkoparit dikali 100%
Mengubah persen komposisi menjadi massa desimal.
Menentukan massa Cu dalam kalkoparit dengan cara mengalikan komposisi dengan massa kalkoparit
Membagi massa yang diperoleh dengan massa teoritis dikalikan 100%.

3. Tahap Pemecahan masalah
- Menentukan massa molar kalkoparit
Massa molar Cu dan CuFeS2 = 63,5g dan 183,5g
- Menentukan jumlah mol atomCu dalam kalkoparit
n Cu dalam CuFeS2 : 1 mol
- Menentukan % komposisi dengan membandingkan massa Cu dengan Massa molar kalkoparit dikali 100%
%Cu :(1 x 63,5 )/183,5 g X100%= 34,63%
- Mengubah persen komposisi menjadi massa desimal.
34,63/100 = 0,3463
- Menentukan massa Cu dalam kalkoparit dengan cara mengalikan komposisi dengan massa kalkoparit
0,3463 x 5,93 x 103 kg = 2,05 x 103 kg
- Membagi massa yang diperoleh dengan massa teoritis dikalikan 100%
Kemurnian:
= (1,50 x 103 kg/2,05 x 103 kg) x 100%
= 74,2 %
Kesimpulan : kemurnian Cu yang diperoleh kurang dari 100% , maka pemisahan kurang sempurna.
Demikian teman-teman semoga pembahasan tentang komposisi massa dan aplikasinya dapat bermaanfaat bagi teman-teman semua,,,aamiin ^_^ Wasalam.

Komposisi Massa (Persen Komposisi)

Apakah teman-teman tahu apa saja zat-zat yang terkandung di dalam makanan kemasan yang kalian beli? Tentu saja teman-teman dapat dengan mudah mengetahuinya dari informasi yang tertera pada kemasan tersebut. Dari mana informasi itu diperoleh? Nah pada kesempatan ini kita akan membahas tentang komposisi yang terkandung dalam suatu zat atau dikenal dengan komposisi massa.

Suatu senyawa baru yang disintesis di laboratorium maupun ditemukan secara alami, harus dianalisis untuk menentukan apa saja dan berapa banyak penyusun didalam senyawa tersebut, dengan kata lain disebut kadar. Kadar menunjukan komposisi penyusun dari suatu zat. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang penentuan komposisi suatu zat, mari kita pecahkanlah masalah berikut ini.

Problem 1. (Mengindentifikasi zat yang tidak diketahui)

Bo bekerja di laboratorium sebuah industri,  seorang pengawas memberinya sebuah botol berisi zat berupa kristal putih dan memintanya  untuk menentukan identitas dari zat tersebut. Beberapa drum dari zat tersebut ditemukan di gudang dan tidak seorang pun mengetahui zat tersebut. Kemudian Bo membawa zat tersebut ke laboratorium untuk dianalisis. Berdasarkan hasil dari analisis menunjukkan, komposisi dari zat tersebut antara lain natrium, karbon dan oksigen, dengan mudah Bo menebak bahwa kemungkinan zat tersebut adalah Na₂CO₃, karena mudah ditemukan dalam jumlah banyak di laboratorium dan digunakan dibanyak proses industri.

Sebelum Bo melaporkan hasil analisis kepada Bosnya, dia memutuskan untuk mengecek buku referensi untuk melihat apakah ada zat lain yang memilki penyusun natrium, karbon, dan oksigen, dan dia  menemukan senyawa lain yaitu Natrium oksalat, dengan rumus kimia Na₂C₂O₄. Setelah membaca informasi dari senyawa tersebut, diketahui natrium oksalat merupakan senyawa yang sangat beracun, menyebabkan penyakit bahkan kematian. Konsekuensi yang serius akan didapatkan jika terjadi kekeliruan dalam menentukan apakah zat tersebut natrium oksalat dan natrium karbonat. Apa yang harus dilakukan untuk menentukan identitas dari sampel? Apakah itu merupakan zat yang biasa digunakan di industri atau racun berbahaya?

Beruntung, kita tidak hanya dapat menentukan apa saja elemen dalam senyawa tersebut, tapi juga berapa banyak zat tersebut dalam senyawa. Kita telah belajar bahwa setiap senyawa memiliki komposisi tertentu. Setiap molekul air terdiri dua atom hidrogen dan satu atom oksigen, tidak peduli dari mana air tersebut berasal. Satuan rumus dari natrium klorida terdiri dari satu atom natrium dan satu atom klorin, tidak peduli dari mana garam tersebut berasal. Demikian juga, natrium karbonat selalu terdiri dari dua atom natrium, satu atom karbon dan tiga atom oksigen tiap satuan rumus, dan natrium oksalat selalu terdiri atas dua atom natrium, dua atom karbon dan empat atom oksigen.

Karena masing-masing atom memiliki massa tertentu, masing-masing senyawa memiliki komposisi massa yang jelas. Komposisi ini biasanya diungkapkan dalam persen komposisi senyawa, Untuk mengidentifikasi senyawa tersebut, kita dapat membandingkan persen kamposisi dari hasil analisis laboratorium dengan persen komposisi hasil perhitungan untuk masing-masing senyawa yang mungkin. Jika hasil analisis laboratorium menunjukan 42.59% Na, 12.02% C, dan  44.99% O. Apa yang dapat Bo laporkan terkait zat tersebut, apakah natrium karbonat, ataukah natrium oksalat?



Yukk kita pecahkan bersama problem 1

1. Tahap Analisis Masalah

Diketahui :

Rumus kimia Natrium karbonat :Na₂CO₃

Rumus kimia Natrium oksalat: Na₂C₂O₄

hasil analisis laboratorium menunjukkan 42.59% Na, 12.02% C, dan  44.99% O.

Ditanya:

Persen komposisi dari  natrium karbonat dan

natrium oksalat_, serta  membandingkan hasil perhitungan dengan hasil laboratorium.

2.Tahap Perencanaan

Menentukan jumlah mol dari masing-masing unsure didalam senyawa berdasarkan perbandingan mol pada rumus kimia (indeks)

Menentukan massa masing-masing unsur dalam senyawa dengan mengalikan massa molar unsur dengan jumlah molnya

Menentukan persen komposisi masing-masing dengan membagi massa elemen dengan massa molar senyawa. Dikalikan 100%

Membandingkan dengan hasil laboratorium

3.Tahap Pemecahan Masalah

Tahap 1, 2 dan 3 dapat digabung.

Komposisi Natrium karbonat

Persen Natrium :

(22,99 g Na / 1 mol Na) x (2 mol Na/ 1mol Na₂CO₃) x ( 1 mol Na₂CO₃/ 105,99 g Na₂CO₃) x 100%: 43,38% Na

Persen Karbon :

(12,00 g C / 1 mol C) x (1 mol C/ 1mol Na₂CO₃) x ( 1 mol Na₂CO₃/ 105,99 g Na₂CO₃) x 100%: 11,33 % C

Persen Oksigen :

(16,00 g O / 1 mol O) x (3 mol O/ 1mol Na₂CO₃) x ( 1 mol Na₂CO₃/ 105,99 g Na₂CO₃) x 100%: 45,29 % O

Komposisi Natrium Oksalat:

dengan cara yang sama diperoleh hasil:

34.31% Na, 17.93% C, 47.76% O ( Silahkan teman-teman cek sendiri ya ;))

Jika dibandingkan dengan hasil laboratorium maka  komposisi natrium karbonat lebih mendekati, sehingga dapat disimpulkan zat tersebut adalah natrium karbonat.

Demikian teman-teman semoga bermanfaat jangan lupa ikuti pembahasan selanjutnya ya ^_^

Review Jurnal : Penerapan Pembelajaran dan Praktikum Kimia Berbasis WEB dengan Pendekatan Active Learning Pada Tingkat Universitas

Pada era modern ini, batasan ruang dan waktu sudah tidak lagi menjadi penghalang bagi seseorang untuk mendapatkan informasi. Perkembangan teknologi digital dan internet mempermudah kita untuk berbagi informasi dalam waktu yang relatif cepat. Pada beberapa negara perkembangan teknologi tersebut dimanfaatkan untuk menciptakan sebuah kelas/sekolah virtual yang biasa kita kenal sebagai kuliah berbasis web atau kuliah online.

Pembelajaran aktif  seperti  inkuiri terbimbing, problem based learning, pembelajar berbasis proyek, cooperative learning dan lain sebagainya telah terbukti meningkatkan pembelajaran dan retensi pada mata kuliah kimia di perguruan tinggi. Namun, pembelajaran ini sulit di terapkan dalam pembelajaran berbasis web. Kesulitan dalam berkomunikasi serta konsep yang kompleks tanpa adanya interaksi tatap muka merupakan hambatan dalam membangun program pembelajaran kimia berbasis web.  Selain itu, penawaran pengalaman praktek laboratorium  diluar kampus memiliki tantangan dalam hal keamanan , biaya dan pengawasan . Relatif sedikit penelitian yang menyatakan keberhasilan  konversi pembelajaran aktif pada kimia ke pembelajaran kimia online.

Universitas Lipscomb adalah sebuah lembaga swasta di Nashville, Tennessee, dengan sekitar 4.000 sarjana dan mahamahasiswa. Lipscomb baru-baru ini menambahkan sejumlah program malam, akhir pekan, dan kuliah online untuk menarik para karyawan , mantan militer, dan mahamahasiswa non-reguler lainnya. Meskipun peningkatan jumlah program berbasis web telah ditawarkan  Universitas Lipscomb dalam beberapa tahun terakhir, tapi tak satu pun dari program tersebut menawarkan kompenen laboratorium berbasis web.

Sebagai langkah pertama untuk memasuki wilayah tersebut maka  diputuskan untuk menawarkan pengantar pembelajaran kimia versi online. Pada jurnal ini akan dijelaskan bagaimana mata kuliah kimia di kampus universitas Lipscomb yang menerapkan pembelajaran aktif diubah menjadi pembelajaran berbasis web/online.

Pada universitas Lipscomb mata kuliah pengantar ilmu kimia membutuhkan 30 jam tatap muka kuliah dikelas dan 30 jam kegiatan praktikum dilaboratorium. Adapun tujuan dari pembelajaran  tersebut tentu saja adalah agar mahasiswa menguasai dasar ilmu kimia  serta untuk dapat mengevaluasi dan menafsirkan dasar ilmu yang dihadapi dalam kehidupan sehari-hari. Sedangkan praktel laboratorium dimaksudkan untuk memberikan mahasiswa paparan laboratorium tentang dasar pengukuran, matematika, dan keterampilan sehingga mereka dapat menerapakan dalam kehidupan nyata.

Program ini dipandu oleh seorang instruktur selama dua sesi kuliah regular dan sesi musim panas . Persyaratan dan materi mata kuliah  tidak dimodifikasi untuk sesi musim panas . Untuk saat ini, kuliah online ini hanya ditawarkan selama dua sesi musim panas. Kuliah ini akan ditawarkan dengan  persyaratan yang sama selama semester reguler.

Buku teks yang digunakan dalam mata kuliah ini  adalah Kimia dalam Konteks, yang dikembangkan oleh Amerika Kimia Society. Buku ini memperkenalkan konsep-konsep kimia pada "Apa yang perlu diketahui" untuk menjelaskan atau menggambarkan masalah dunia nyata, seperti kualitas udara, penggunaan air atau energy.

Pembelajaran aktif telah banyak digunakan dalam sesi perkuliahan di kampus. Kuliah mini diberikan, yang umumnya berlangsung kurang dari 15 menit. Mahasiswa kemudian di kelompokan dalam 4-5 mahasiswa kemudian ditugaskan untuk melakukan kegiatan kelompok, seperti biasa dengan latihan inkuri terbimbing seperti pada materi penyetaraan persamaan reaksi atau melakukan perhitungan. Namun untuk topic isu masalah dunia nyata  biasanya digunakan metode digunakan sebagai startegi untuk belajar seperti diskusi kelompok dan peer-led instructions. Sementara itu  instruktur  memonitor kemajuan kelompok, pedoman atau modul diberikan untuk memperkuat tujuan pembelajaran. Kegiatan ditinjau oleh instruktur dan dikembalikan dengan pemberian  komentar, tetapi pada umumnya tidak dinilai. Beberapa kegiatan,  biasanya diskusi kelompok, hanya sebagian kecil yang dinilai atau point. Penilaian tugas berfungsi untuk memastikan bahwa  kelompok mahamahasiswa mencurahkan tenaga dan perhatian materi pembelajaran, namun ketika kegiatan kelompok tidak  dinilai, maka mereka akan acuh tak acuh dan informasi tentang sejauh mana pemahaman didapat  mereka menjadi dangkal.

Hal yang penting dalam mengkonversi perkuliahan konvensional dengan perkuliahan berbasis web adalah untuk membuat isi perkuliahan, alokasi waktu dan menyesuaikan sedapat mungkin mahamahasiswa mendapatkan pengalaman seperti di kampus. Dalam beberapa hal, rancangan perkuliahan konvensional juga digunakan dalam perkuliahan berbasis Web. Kelas online tidak memiliki waktu pertemuan yang pasti dan mahasiswa memiliki berbagai variasi kesepakatan waktu kuliah. Oleh karena itu menerapkan pembelajaran kooperatif dalam kuliah online dianggap tidak cocok.

Perkuliahan Kimia Berbasis Web

Adapun format perkuliahan kimia berbasis Web secara rinci sebagai berikut :

1.Tahap pendahuluan

Berupa orientasi  dengan memberikan petunjuk  penggunaan  web, pendaftaran/pembuatan akun, menginformasikan  outline pembelajaran/perkuliahan dan aturan-aturan mengikuti aktifitas belajar

2.Tahap eksplorasi

Mahasiswa mengikuti perkuliahan mini. Format umum dari perkuliahan tentu saja dipertahankan, namun dalam kuliah mini dirancang seperti presentasi PowerPoint dengan disertai audio. Adobe Presenter digunakan sebagai PowerPoint add-in dimana audio disinkronkan dengan fitur autoplay, dan  publikasi sebagai file pdf Adobe Acrobat yang  kompatibel dengan banyak sistem operasi. Blackboard  Learning System merupakan perangkat lunak yang digunakan di kampus, memungkinkan untuk mengupload file-file sebagai isi mata kuliah dan menguplod tugas-tugas. Mahasiswa bebas mengakses video dari website lain seperti iTunesU atau Mediasite.

Untuk materi kuliah seperti persamaan kesetimbangan kimia dan menggambar struktur Lewis, yang tidak mudah ditayangkan dalam presentasi PowerPoint dapat menggunakan Camtasia Studio yaitu merupakan aplikasi yang digunakan bersama dengan tablet PC untuk menangkap audio dan perekaman layar virtual "papan tulis" presentasi.  Meskipun Camtasia tersedia sebagai PowerPoint add-in,  dimasukkannya video Camtasia menjadi file Adobe Presenter  mengakibatkan ukuran file terlalu besar,> 20 MB. Oleh karena itu,  File Camtasia diproduksi sebagai file avi dan terpisah dari file Adobe Presenter.

Video komersial yang digunakan di kampus yang tersedia dari berbagai sumber digunakan dalam kuliah berbasis web. Dalam beberapa kasus, video komersial atau  bagian yang relevan dari video dapat diakses di  YouTube.  Ketika bahan itu tidak tersedia dari sumber bebas,  mahasiswa bisa  mendapatkan akses ke video dari berbagai  sumber lain: DVD ditempatkan pada perpustakaan dan online, penyewa dari pengecer besar, seperti Amazon.com dan iTunes dan daftar video komersial yang digunakan untuk mendukung informasi.

Setelah melakukan perkuliahan mini, mahasiswa diperintahkan untuk  melakukan serangkain kegiatan. Kegiatan ini adalah  dasarnya sama dengan yang digunakan pada kampus. Perbedaan utama adalah bahwa mahasiswa secara online menyelesaikan kegiatan secara mandiri dan di kampus mahasiswa menyelesaikan secara  berkelompok dengan metode pembelajaran kooperatif.

3. Tahap Evaluasi

Mahasiswa harus menyerahkan tugas mereka melalui blackboard. Kegiatan yang telah dilakukan akan diulas dan dikomentari oleh instruktur, tetapi umumnya tidak diberi peringkat seperti halnya pembelajaran di kampus.  Untuk dapat mencetak penilaian terhadap kuis dan ujian. Mahasiswa diminta  untuk menyerahkan hasil kegiatan sebelum mengambil kuis pada materi yang terkait..

Pada fakta dilapangan  banyak mahasiswa menyelesaikan pekerjaan  dalam waktu yang sempit dan mungkin menyelesaikan unit pembelajaran secara keseluruhan, termasuk ujian, dalam minggu pertama akhir pekan. Mahasiswa-mahasiswa ini sering tidak menunggu untuk menerima  komentar dari instruktur sebelum mengambil kuis dan penggunan hasil  ulasan dari  instruktur bagi mahasiswa tersebut sangat minim.

Seperti telah ditunjukkan sebelumnya, instruktur membutuhkan waktu yang  lebih per mahasiswa pada pembelajaran jarak jauh dibandingkan pada kelas konvesional. Dalam rangka untuk mengurangi hal tersebut maka  instruktur membuat kesepakatan waktu, pada kuliah tahap  kedua, dimana kegiatan diselesaikan oleh mahasiswa, tetapi  tidak diserahkan kepada instruktur untuk diperiksa. Petunjuk untuk tiap kegiatan tersedia untuk para mahasiswa. proses ini mengefisienkan cukup banyak waktu bagi instruktur, hal tersebut  memungkinkan berpotensi pada  pendaftaran kelas yang meningkat. Beberapa  mahasiswa mengomentari efektivitas kegiatan ini telah memperkuat pemahaman konsep mereka.

Referensi

Phipps, R, Linda. 2013. Creating and Teaching a Web-Based, University-Level Introductory Chemistry Course That Incorporates Laboratory Exercises and Active Learning Pedagogies. Journal Of Chemical Education, (Online), 90 : 568-573, (http:// http://pubs.acs.org/toc/jceda8/91/5),

Farida, Ida, Liliasari, Widyantoro & Wahyu  Sopandi (2010). Pembelajaran  Berbasis Web untuk Meningkatkan Kemampuan Interkoneksi Multiplelevel Representasi Mahasiswa Calon Guru pada Topik  Kesetimbangan Larutan Asam-Basa. Journal Chemical , (Online),12 : 14-24, (http://download.portalgaruda.org/article.php?article=57743&val=4338&title=

Kompas. 23 Januari 2014. Mengembangkan Kuliah Online di beberapa PT, hlm.12.

Stoikiometri dan Problematikanya dalam Pembelajaran

Stoikiometri dan Problematikanya dalam Pembelajaran

Stoikiometri berasal dari bahasa Greek stoicheion yang berarti unsur dan metron yang berarti pengukuran. Bidang bahasan stoikiometri menyangkut studi kuantitatif atau pengukuran, yang berhubungan dengan banyaknya unsur dalam senyawa (dalam beberapa pustaka disebut stoikiometri komposisi) dan banyaknya zat dalam reaksi kimia (stoikiometri reaksi) (Brady & Rusell, 2000). Okanlawon (2010:2) menyatakan stoikiometri merupakan cabang dari ilmu kimia yang menyediakan informasi secara kuantitatif tentang reaksi kimia termasuk menyelesaikan perhitungan kimia pada reaktan dan produk yang terlibat dalam reaksi kimia. Secara sederhana, stoikiometri merujuk pada perbandingan unsur dalam molekul dan perbandingan zat dalam reaksi-reaksi kimia.

Stoikiometri merupakan salah satu materi yang dibelajarkan dalam mata kuliah Kimia Dasar. Karakteristik kajian stoikiometri yaitu terdapat perhitungan yang memerlukan penguasaan matematika. Selain itu stoikiometri mengandung konsep-konsep yang bersifat abstrak dan berjenjang, dari konsep yang sederhana menuju konsep-konsep yang lebih kompleks (Schimd dan Jigneus: 2003:306). Stoikiometri mengandung banyak konsep penting, konsep-konsep tersebut cukup mendasar untuk mendukung pemahaman konsep kimia yang lebih tinggi. Pengetahuan konsep yang tidak memadai dan tidak tepat (inadequate and incorrect) akan menghalangi penyelesaian masalah dalam konsep-konsep kimia berikutnya (Baujaode & Barakat, 2003). Konsep-konsep penting dalam stoikiometri meliputi : massa atom, satuan massa atom, massa molekul, massa atom rata-rata, konsep mol, bilangan Avogadro, massa molar unsur, massa molar molekul, kesetaraan reaksi, persamaan reaksi kimia, reaksi berantai, koefisien reaksi, perbandingan mol, rumus kimia, rumus empiris, rumus molekul, persen komposisi, pereaksi pembatas, pereaksi berlebih, hasil teoritis, persen hasil (yield reaction ) (Chang, 2003).

Berdasarkan pemaparan cakupan materi diatas, sifat materi stoikiometri dapat ditinjau dari aspek konseptual dan algoritmik (perhitungan matematis). Menurut Nakhleh (1993) aspek konseptual ialah aspek yang didasarkan pada teks atau gambaran mikroskopis, sedangkan aspek algoritmik ialah aspek yang memerlukan serangkaian pemahaman tentang prosedur pemecahannya termasuk penggunaan rumus matematika. Aspek konseptual pada materi stoikiometri antara lain konsep massa atom dan molekul, serta konsep mol, massa molar, perbandingan molar, kesetaraan reaksi, perekasi pembatas. Untuk menguasai konsep stoikiometri dengan benar maka perlu didukung dengan pemahaman algoritmik. Pemahaman algoritmik berkaitan dengan operasi atau perhitungan matematika, seperti menghitung massa atom rata-rata, menghitung jumlah produk yang terbentuk dan reaktan yang dibutuhkan dalam suatu reaksi kimia, menghitung persen komposisi untuk menentukan rumus empiris dan rumus molekul, menghitung persen hasil dan hasil teoritis. Kedua hal tersebut sangat diperlukan pada saat mempelajari materi stoikiometri agar mahasiswa dapat memahami materi stoikiometri dengan baik.

Pentingnya kedua aspek tersebut karena perhitungan stoikiometri membutuhkan rumus-rumus kimia yang mewakili konsep-konsep kimia, dan pebelajar dituntut mampu menentukan rumus yang digunakan dalam pemecahan masalah serta mampu menghubungkan data-data antar konsep yang mendasarinya (Jong (1995), dalam Hudle, Margaret dan Rogers, 2000:104). Namun demikian berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Nurwikandari dan Suagiarto (2004:68) ditemukan fakta rendahnya kemampuan pebelajar dalam menyelesaikan soal-soal pemahaman algortimik. Hal ini kemungkinan disebabkan pebelajar tidak memahami konsep yang mendasarinya sehingga pebelajar kebingungan untuk menentukan rumus matematika yang harus digunakan. Selain kesulitan pebelajar dalam menentukan rumus matematika, Boujaude dan Barakat (2003) mengungkapkan bahwa kesulitan juga terjadi pada operasi matematika dalam menyelesaikan persoalan stoikiometri. Kemampuan secara matematika memberi kontribusi kepada penyelesaian masalah konsep mol, karena mahasiswa tidak dapat memanipulasi angka secara baik dan benar.

Terjadinya ketidakseimbangan antara pemahaman konseptual dan pemahaman algoritmik menunjukkan bahwa proses pembelajaran selama ini belum memfasilitasi konstruksi kedua pemahaman tersebut secara seimbang. Tullberg (1994) dalam Istiqomah, (2013) mengemukakan bahwa ketika pembelajaran berlangsung, guru sering tidak menghadirkan konsep-konsep penting karena diasumsikan siswa sudah memahami konsep-konsep tersebut. Misalnya dalam mengajarkan perhitungan zat yang terlibat dalam reaksi (reaktan dan produk) langsung mengekspresikan massa atau volume dengan mol, tanpa memulai dengan menghubungkan jumlah partikel yang terlibat dalam reaksi. Selanjutnya Furio, Azcona and Guisasola (2000) mengungkapkan bahwa kebiasaan dalam pembelajaran di kelas yang tidak menanamkan konsep tentang hubungan kuantitatif antara jumlah suatu zat sebagai massa atau volum pada suatu persamaan reaksi akan berdampak pada pemahaman tentang reaksi pembatas. Hal yang sama dilaporkan oleh Boujoude dan Barokat (2003) bahwa dalam menentukan reaksi pembatas pebelajar melakukan dengan cara acak tanpa mempertimbangkan harga koefisien dan jumlah mol. Huddle dan Pillary (1996) juga menyatakan bahwa pebelajar menentukan reaksi pembatas dengan jumlah koefisien reaksi paling kecil, sebagian pebelajar yang lain dengan jumlah massa yang paling kecil.

Berdasarkan fakta-fakta tersebut dapat disimpulkan bahwa dalam penyampaian materi stoikiometri, porsi pemahaman algoritmik lebih dominan dibandingkan dengan pemahaman konseptual. Kesulitan siswa dalam memahami hubungan antar konsep dalam stoikiometri akan mengakibatkan kesalahan dalam perhitungan matematikanya, disisi lain siswa dapat mengerjakan soal perhitungan kimia dengan benar tetapi tidak menjamin bahwa siswa tersebut memiliki konsep yang benar. Proses pembelajaran yang kurang tepat menyebabkan rendahnya hasil belajar siswa. Oleh karena itu harus dilakukan perubahan dalam strategi pembelajaran dimana dalam penyajiannya perlu memperhatikan dan memberi penekanan baik aspek pemahaman konseptual maupun algoritmik secara proporsional. Pengintegrasian pemahaman konseptual algoritmik pada pembelajaran kimia seorang dapat membuat kimia lebih menarik bagi siswa dan mahasiswa (Nakhleh, 1993:55).



Referensi

Brady. J. E.,& Russell, J.W & Holum, J.R.2000. Chemistry Matter and Its Changes. 4 ^th Ed. New York: John willey & Sos’ Inc.

Okanlawon, F.2010. Constructing A framework For teaching reaction stoichiometry using Pedagogical content. Chemistry education, 19(2).

Schmitd, J.H., Jigneus, C. 2003. Student Strategies in Solving Algorithmic Stoichiometry Problems. Chemistry Education Reasearch And Practice 4(3): 305-317.

BouJaode, S.,& Barakat, H. 2003. Students’ Problem Solving Strategies in Stoichiometry and their Relationship to Conceptual Understanding an Learning Approaches. Electronic Journal of Science Education, 7(3):21-42.

Chang, R. 2003. Chemistry, 10^th edition. Mc. Graw Hill Higher Education. USA: New York

Nakhleh, M.B. 1993. Are Our Students Conceptual Thinker or Algorithmik Problem Solvers? Indentifying Conceptual Students in General Chemistry. Journal of Chemical Educational, 70(1): 52-55.

Nur, M., Wikandari, P.R.,& Sugiarto, B. 1998. Teori Pembelajaran Kognitif. Surabaya: IKIP Surabaya.

Huddle, A.P.,& White, D.M. 2000. Using aTeaching Model to Correct Known Misconceptions in Electrochemistry. Journal of Chemical Education, 77(1).

Istiqomah. 2012. Diagnosis Kesulitan Belajar Siswa pada Materi Stoikiometri dan Upaya Pemecahanya dengan Pembelajaran Contextual Problem Solving. Tesis tidak diterbitkan. Malang: Universitas Negeri Malang.

FuriÓ,C., Azcona,R.,& Guisasola, J.2002. The Learning and Teaching of The Concept Amount of Substance and Mole: a Review of The Literature. Chemistry Eduaction: Reaserch and Practice Europe, 3(3):277-293.

Senyawa Molekuler dan Senyawa Ionik

Apa beda senyawa molekuler dengan senyawa ionik?

Semua unsur yang ada hanya enam dari golongan gas mulia atau 8A (He, Ne, Ar,Kr,Xe,dan Rn) yang berada di alam dalam bentuk atom bebas. Maka golongan tersbut disebut gas monoatomik. Sedangakan unsure yang lain ditemukan di alam dalam bentuk molekul maupun ion. Atom dari unsur-unsur berbeda dapat bergabung satu sama lain membentuk senyawa. Senyawa dapat dibagi dalam dua kelompok yaitu senyawa molekuler atau senyawa kovalen dan senyawa ionik.

Molekul ialah gugusan atau kumpulan dari dua atom atau lebih yang terikat bersama karena adanya kekuatan kimia atau disebut ikatan kimia. Suatu molekul dalam terdiri dari atom-atom dengan unsur yang sama atau terdiri dari dua atau lebih unsur dengan perbandingan tertentu. Contohnya gas hidrogen H₂ merupakan unsur murni, tapi termasuk molekul karena terdiri dari atom dari unsur yang sama. Air (H₂O) di sisi lain merupakan senyawa molekuler yang terdiri dari hidrogen dan oksigen dengan perbandingan dua atom H dan satu atom O. Seperti halnya atom, molekul juga bermuatan netral.

Molekul hidrogen (H₂) disebut molekul unsure karena penyusun H merupakan atom-atom yang sama. O2, P4, dan S8 juga merupakan molekul unsur. Molekul unsur merupakan senyawa homoatom. Dalam buku-buku ilmu kimia berbahas asing, khususnya bahasa inggris molekul unsur disebut unsur. Molekul yang tersusun atas atom-atom berbeda, seperti HF, CO2, dan H2O disebut molekul senyawa atau senyawa molekul heteroatom. Dalam buku-buku ilmu kimia berbahasa asing molekul senyawa hanya disebut molekul saja. Senyawa yang berupa molekul disebut senyawa molekuler dan karena molekul terikat dalam suatu ikatan kovalen maka disebut juga senyawa kovalen. Ikatan kovalen ialah ikatan yang terjadi karena penggunaan elektron bersama-sama.

Berdasarkan jumlah atom penyusun maka molekul dibagi menjadi dua yaitu molekul diatomik dan molekul poliatomik. Molekul diatomik adalah molekul yang terdiri dari dua atom baik sejenis contohnya N₂, H₂, Br₂ ataupun berlainan jenis contohnya HCl, CO, HF. Molekul Poliatomik adalah molekul yang terdiri dari lebih dari dua atom baik sejenis maupun tidak. Contohnya O₃ (Ozon), Air (H₂O) dan Amoniak (NH₃).

Ion adalah sebuah atom atau kumpulan atom yang bermuatan positif maupun negatif. Jumlah muatan positif pada proton dalam inti aton selalu tetap selama terjadi perubahan kimia, tetapi pada muatan negatif atau elektron dapat hilang atau bertambah. Lepasnya satu atau lebih elektron dari suatu atom netral akan menghasilkan kation yaitu sebuah ion bermuatan positif. Atom-atom logam seperti natrium, magnesium dan zink dapat melepaskan elektron, melepaskan partikel bermuatan positif contohnya :

Na--> Na⁺ + e

Mg --> Mg ²⁺ + 2e

Unsur-unsur logam golongan utama cenderung membentuk satu macam ion contoh Na⁺ dan Mg²⁺, sedangkan beberapa unsur golongan transisi cenderung membentuk lebih dari satu macam ion contohnya besi dapat membentuk ion Fe^2+, dan Fe 3⁺; tembaga dapat membentuk ion Cu⁺ dan Cu^2+.

Atom-atom non logam seperti klorin, oksigen, dan nitrogen dapat menerima dan menangkap elektron membentuk partikel-partikel bermuatan negatif yang disebut anion beberapa contoh berikut ini:

Cl + 2e --> Cl^-

O + 2e --> O^2-

Ion-ion seperi Na⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe ³⁺, Cl^-, dan O^2- disebut ion sederhana,ion mono atomik karena tersusun atas satu atom. Adapun ion-ion yang tersusun atas dua atau lebih atom disebut ion poliatomik contohnya CN^-, NO^3-, ClO^3- , NH₄⁺, dan PH₄⁺.

Kation dan anion dapat bergabung membentuk senyawa ionik. Beberapa contohnya adalah sebagai berikut:

Na⁺ + Cl- N -->aCl

Mg²⁺ + O^2---> MgO.

Senyawa-seyawa yang terbentuk, yaitu NaCl, MgO merupakan senyawa ionik biner karena tersusun atas dua macam atom. Ikatan ionik adalah gaya elektrostatik yang mengikat kation dan anion dalam senyawa ionik. Senyawa ionik adalah netral karena muatan kation dan anionnya seimbang. Ion Ba²⁺ memerlukan dua ion Cl^- agar menjadi senyawa netral diseimbangkan muatan kation dan anion.


Referensi

Chang, Raymond. 2011. General Chemistry, The Essential Concept Ed 6. Graw Hill Higher Education. USA: New York

Effendy.2007. A-level Chemistry For Senior High School Vol 2A. Bayumedia: Malang

Pendekatan dalam Mengajar Konsep Mol dan Bilangan Avogadro

Jika teman-teman guru ingin mengajar tentang konsep mol dan bilangan Avogadro hendaklah terlebih dahulu menjelaskan tentang bagaimana penentuan suatu satuan? Coba kita diskusikan bersama di bawah ini.

Ketika kita membeli barang seperti sendok atau buku biasanya kita menggunakan istilah lusin sendok. Anda  tentunya tahu bahwa 1 lusin barang terdiri dari 12 buah. Namun ketika kita membeli kertas, maka kertas tidak pernah dikemas dalam satuan lusin, namun dikemas dalam satuan rim, dimana satu rim terdiri dari 500 lembar.

1. Berdasarkan uraian di atas jelaskan mengapa kita perlu menggunakan satuan seperti lusin ataupun rim dalam menyatakan jumlah barang ?


2. Jika anda diminta untuk mendesain sebuah satuan baru untuk menghitung sesuatu, hal apa saja yang perlu dipertimbangkan?

Silahkan teman-teman resapi kedua pertanyaan tersebut terlebih dahulu.

Oke kita mulai dengan pertanyaan

1. berdasarkan uraian tersebut dapat disimpulkan adanya satuan akan mempermudah dalam menyebut  sejumlah barang dengan ukuran kecil dan maupun besar tak terbayangkan jika kita ingin membeli kertas 5000 lembar, dengan adanya pengelompokan rim maka akan lebih mudah. Selanjutnya untuk soal diskusi (b) Hal yang perlu dipertimbangkan dalam membuat suatu satuan adalah ukuran barang. Semakin besar ukuran barang maka nilai satuannya kecil begitu juga sebaliknya. Contohnya satuan untuk sendok dan kertas. Ukuran kertas lebih kecil dari sendok, sehingga satuan yang cocok  untuk kertas adalah satuan dengan nilai angka besar contoh 1 rim 500 lembar,  jika satu rim 12 lembar seperti halnya lusin, maka satuan yang dibuat tidak efektif untuk mempermudah.

Nah sekarang bagaimana kaitannya dengan satuan untuk partikel seperti atom, molekul maupun senyawa. Coba teman-teman bayangkan, terdapat 1 lusin molekul air, apa kalian bisa melihatnya? Tentu sulit karena ukuran molekul yang sangat kecil, untuk itulah para ahli sepakat untuk menyatakan jumlah partikel dalam satuan dengan jumlah yang sangat besar, hal ini bertujuan untuk mempermudah dalam menimbang atau mereaksikan zat-zat kimia. Satuan itu dikenal dengan istilah mol. Untuk lebih mengenal apa itu mol, pecahkanlah problem berikut ini?

Dalam menjelaskan konsep mol kita sebagai pengajar tidak perlu secara gambalang menjelaskan pengertian dari mol tersebut, melainkan dapat mengarahkan pada suatu problem diskusi

Konsep Mol. Apa itu "mol" dan "bilangan Avogadro"?

Just as the term dozen means 12 objects,the term mole means 6,02 x 10²³ object. This very large number, 6,02 x 10²³, is called Avogadro’s number. Avogadro’s number is determined by the number of Carbon atoms in exactly 12 gram of pure carbon-12.

Penemu Bilangan Avogrado

1. In your own words, what are the definitions of the terms mole?


2. How many apple are in a dozen apples, and how many apples are in a mole of apples? What’s your conclusion?


3. How many irons, NaCl are in a dozen, how many irons and NaCl are in a mole? What’s your conclusion?


4. How can one determine the mass of one carbon-12 atom from the information in the model?


5. In 1961, scientists agreed that the atomic mass unit (amu) would be defined as the mass of an atom of  C¹² Did Avogadro’s number change after the definition of an amu changed and, b) Did the definition of the mole change?

Mari kita diskusikan bersama

1. Apa definsi mole dengan menggunakan kata-kata sendiri? Mol adalah jumlah zat yang  terdiri dari jumlah zat yang sama dengan yang terdapat di dalam 12 gram atom C-12. Diumpamakan seperti 1 lusin mewakili 12 buah, 1gross mewakili 144 buah, maka 1 mol mewakil 6.022 x10²³ partikel (setara dengan 12 gram atom C).


2. Jumlah apel dalam lusin dan mol? 1 lusin apel : 12 buah. 1 mol apel: 6,022 x 10²³ buah. Kesimpulan: satuan mol sebaiknya digunakan untuk menyatakan jumlah zat berukuran mikro, karena menghitung milyaran apel itu mungkin tapi tidak terbayang sebanyak apa.


3. Jumlah besi dan garam NaCl dalam lusin, jumlah besi dan garam NaCl dalam mol? Simpulkan!

1 lusin besi : 12 buah

1 lusin NaCl : 12 buah

1 mol besi : 6,022 x 10²³ buah

1 mol NaCl : 6,022 x 10²³ buah

Kesimpulan: Besi merupakan atom, NaCl merupakan senyawa ion, keduanya merupakan partikel. Hal ini menunjukan bahwa jumlah partikel 1 mol atom, molekul, maupun senyawa ion adalah sama.

4. Bagaimana menentukan massa 1 atom karbon dari informasi diatas?

1 mol : 12 gram : 6,022 x 10²³ atom C-12

Maka massa 1 atom C-12:

(12 gram/6,022 x 10²³atom)

1,99 x10^-24 gram/atom C

5. Pada saat peneliti menentukan jumlah partikel pada atom C-12. Diambil 12 gram atom C-12. Dipilih 12 gram karena untuk mempermudah perhitungan dikarenakan satuan massa atom C-12 adalah 12 amu. Sehingga jika defenisi amu berubah maka jumlah partikel dan defenisi mol juga akan berubah.

Dalam membelajarkan kimia tentu banyak hal abstrak (seperti konsep mol dan bilangan Avogadro) yang sulit untuk di sampaikan kepada peserta didik dengan baik. Inovasi dan media yang tepat akan membantu dalam upaya menstranferkan informasi dengan tepat. Pendekatan analogi sangat cocok digunakan dalam mengajarkan konsep mol. Hal ini disebabkan siswa diajak untuk berpikir dengan menghubungkan satu situasi untuk memecahkan situasi yang lain. Semoga bermanfaat.

Referensi

Chang, Raymond. 2011. General Chemistry, The Essential Concept Ed 6. Graw Hill Higher Education. USA: New York

Effendy.2007. A-level Chemistry For Senior High School Vol 2A. Bayumedia: Malang

Menentukan Massa Atom Relatif (Ar)?

Coba perhatikan ujung dari pensil yang kalian miliki, apa materi penyusun ujung pensil tersebut? bisakah kalian melihat atom-atom pada ujung pensil tersebut ?. Atom sangat amat kecil, dan jumlahnya banyak, bahkan debu yang terlihat oleh mata terdiri dari 1017 atom. Dengan jumlah atom sangat yang besar, tentu sulit bagi kita untuk menimbang massa dari satu atom, selain itu sulit untuk menyatakan jumlahnya karena jumlah bilanganya yang terlalu besar. Apakah ada yang tahu, bagaimana cara menentukan massa dari satu atom? Untuk menjawab pertanyaan tersebut ikuti penjelasan berikut ini…

Setelah ditemukan peralatan yang sangat peka diawal abad ke-20, para ahli kimia melakukan percobaan mengukur massa suatu atom. Berdasarkan data yang diperoleh diketahui bahwa massa atom sangat kecil jika diukur dalam gram, untuk itulah para ahli sepakat menentukan massa atom dengan cara membandingkannya dengan suatu atom standar. Isotop C-12 dijadikan standar/pembanding, karena sifatnya yang stabil dengan massa atom 12 amu (atomic mass unit)/ satuan massa atom. Sejak saat itu untuk menentukan massa atom menggunakan istilah satuan massa atom (amu/sma).

Dengan adanya standar maka massa atom unsur lain dapat diketahui. Banyak metode yang akurat saat ini tersedia untuk membandingkan massa atom, salah satunya adalah spektroskopi massa. Adapun instrumennya dapat dilihat pada gambar dibawah ini

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_spectrometry

Pada spektroskopi massa, atom dan molekul dibombardir oleh elektron-elektron dengan kecepatan tinggi, hingga membentuk ion-ion. Setelah diproses lebih lanjut, maka akan terbaca oleh detektor berupa puncak-puncak yang merupakan perbandingan posisi masing-masing atom berdasarkan massanya. Sebagai contoh, ketika atom C-12 dan C-13 dianalisis menggunakan spektroskopi massa, untuk mengetahui rasio massa masing-masing atom relatif terhadap massa atom C-12. Adapun data spektroskopi massa menunjukkan perbandingan massa masing-masing sebagai berikut:

Massa C-13/Massa C-12: 1,0836129

Berdasarkan penjelasan tersebut dapat disimpulkan mengapa massa atom yang kita ketahui disebut relatif, karena bukan massa sebenarnya melainkan merupakan perbandingan massa atom dengan atom standar yang stabil


Untuk lebih memahami tentang massa atom relatif mari kita diskusikan problem berikut ini:

Ujung pensil tersusun atas miliyaran atom karbon. Jika massa C-12 adalah 12 amu, sehingga 1 amu = 1/12 massa atom C-12 yaitu 1,66 053 x 10^-24 gram. Berapakah jumlah atom dari 15 mg ujung suatu pensil?

Tahap Analisis masalah

Diketahui :
Massa ujung pensil: 15 mg
Massa 1 atom C= 12 amu
1 amu = 1,66053 x 10-24 gram

Ditanya:

Jumlah atom 15 mg ujung pensil

Tahap Perencanaan Pemecahan masalah

Mengkonversi massa 1 atom C dalam satuan gram

Menentukan jumlah atom dari 15 gram atom C

Tahap Pemecahan masalah

1 atom C= 12 amu

1 amu = 1,66053x10^-24 gram

Maka 1 atom C = 12 x 1,66053x10^-24g = 19,92 x 10^-24 g

Massa 15 mg ujung pensil
= 0,015 x ( 1 atom C/19,92 x 10^-24 g
= 7,53 x 10²⁷ atom

Tahap Pengecekan

Jumlah atom C dalam 15 mg ujung tentu sangat besar karena 1 atom C massa sangat amat kecil (19,92 x 10^-24 g) sehingga jawaban diatas masuk akal.



Referensi

Chang, R. 2010. Chemistry, 10th edition. Mc. Graw Hill Higher Education. USA: New York

Effendy.2007. A-level Chemistry For Senior High School Vol 2A. Bayumedia: Malang

McMurry, D.D and Gammon. S.C. 2009. General Chemistry. USA: Houghton Miffin Company

Apa itu Unsur, Senyawa dan Campuran?

Sistem Periodik Unsur

Perbedaan unsur, senyawa dan campuran merupakan pertanyaan yang begitu menohok, ketika seorang dosen tiba-tiba menanyakan itu pada beberapa mahasiswa semester atas. Tak ada satupun mahasiswa bisa menjawab dengan tepat, jawaban mereka seperti mengambang di awang-awang, tak terkecuali saya yang saat itu hanya bisa saling bertatapan dengan teman disamping kiri kanan. Sungguh ironi ketika para calon guru yang sebentar lagi terjun ke lapangan, harus terdiam dengan pertanyaan sederhana dan mendasar tentang kimia. Latar belakang tersebutlah yang menilik saya untuk mengulas kembali pertanyaan sederhana namun masih banyak para kimiawan yang belum benar-benar memahaminya.