21

BAB IV

PEMBAHASAN

Upaya peningkatan mutu pendidikan telah dan sedang dilakukan oleh Departemen

Pendidikan Nasional dan Departemen Agama di segala bidang. Upaya ini mulai

dari pembenahan manajemen, pengembangan kemampuaan profesional guru

dalam melaksanakan tugas profesional melalui pendidikan dan pelatihan, sampai

dengan peningkatan sumber belajar. Dalam mata pelajaran kimia, peningkatan

sumber meliputi pengadaan laboratorium kimia lengkap dengan alat dan bahan

yang diperlukan untuk keperluan praktikum siswa SMA/MA.

Walaupun demikian, dengan jumlah Sekolah Menengah Atas yang sangat banyak

dan tersebar mulai dari Nangro Aceh Darussalam sampai dengan Papua, belum

semua SMA memiliki laboratorium yang lengkap sesuai dengan standar yang

ditetapkan. Ada SMA yang memiliki laboratorium standar lengkap kimia. Ada

SMA yang memiliki laboratorium kimia tidak lengkap, tidak sesuai standar.

Bahkan, masih banyak SMA yang belum memiliki laboratorium IPA, baik yang

lengkap maupun tidak lengkap. Walaupun sekolah dalam kondisi yang sangat

minimal, pendidikan hendaknya dapat terus diselenggarakan.8

Selain itu, alat peraga standar yang dipakai selama ini, dari segi penggunaannya di

SMA masih dianggap kurang praktis, sukar diperoleh, mahal, dan menggunakan

banyak bahan kimia. Sebagai contoh, banyak sekolah yang tidak memiliki alat

pengaduk magnetik karena alat ini tergolong mahal dan sukar diperoleh di daerah.

Demikian pula alat peraga kimia yang mempunyai beberapa fungsi sekaligus juga

belum banyak ditemukan.

Dalam Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) sekolah menengah atas,

hampir setiap pokok bahasan kimia terdapat praktikum yang harus dilakukan oleh

siswa. Minimal ada dua puluh tujuh (27) jenis praktikum kimia yang harus

dilakukan siswa dari kelas 1 hingga kelas 3. Materi kimia yang harus dilakukan

dengan praktikum dapat dilihat pada Tabel 4.1.

22

Tabel 4.1. Materi Kimia dalam KTSP yang Dilakukan dengan Praktikum

No Materi Pembelajaran Kegiatan Praktikum 1 Persamaan reaksi sederhana Mengamati reaksi kimia 2 Hukum dasar kimia Membuktikan hukum Lavoisier melalui percobaan

Membuktikan hukum Proust melalui percobaan 3 Larutan elektrolit dan non elektrolit Mengidentifikasi sifat-sifat larutan elektrolit dan

non elektrolit melalui percobaan 4 Identifikasi atom C, H, dan O Mengidentifikasi unsur C, H, dan O melalui percobaan 5 Reaksi eksoterm dan endoterm Membedakan reaksi yang melepaskan kalor (eksoterm)

dengan reaksi yang menerima kalor (endoterm) melalui percobaan

6 Hukum Hess Menghitung harga ∆H reaksi melalui percobaan 7 Faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi Menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi laju

reaksi melalui percobaan 8 Faktor-faktor yang mempengarui arah

pergeseran kesetimbangan Menganalisis pengaruh perubahan suhu, konsentrasi, tekanan dan volume pada pergeseran kesetimbangan melalui percobaan

9 Sifat larutan asam dan basa Mengidentifikasi sifat larutan asam dan basa dengan berbagai indikator

10 Derajat keasaman (pH) Memperkirakan pH suatu larutan elektrolit yang tidak dikenal berdasarkan hasil pengamatan trayek perubahan warna berbagai indikator asam dan basa

11 Titrasi asam dan basa Menentukan konsentrasi, dan kadar zat melalui titrasi 12 Larutan penyangga Menganalisis larutan penyangga melalui percobaan 13 Hidrolisis garam Menentukan ciri-ciri beberapa jenis garam yang

terhidrolisis dalam air melalui perobaan 14 Pembuatan koloid Menjelaskan proses pembuatan koloid melalui

percobaan 15 Tekanan uap jenuh larutan Menghitung tekanan uap larutan berdasarkan

percobaan 16 Titik beku dan titik didih larutan elektrolit dan

non elektrolit Mengamati penurunan titik beku suatu zat cair akibat penambahan zat terlarut melalui percobaan Menghitung penurunan titik beku larutan elektrolit dan non elektrolit berdasarkan data percobaan Mengamati kenaikan titik didih suatu zat cair akibat penambahan zat terlarut melalui percobaan Menghitung kenaikan titik didih larutan elektrolit dan non elektrolit berdasarkan data percobaan

17 Perbedaan sifat koligatif larutan elektrolit dan non elektrolit

Menganalisis data percobaan untuk membandingkan sifat koligatif larutan elektrolit dan non elektrolit

18 Sel Volta Menjelaskan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel Volta

19 Reaksi elektrolisis Mengamati reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada reaksi elektrolisis melalui percobaan

20 Korosi Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi melalui percobaan

21 Sifat-sifat fisik dan sifat-sifat kimia unsur Mengidentifikasi sifat kimia unsur melalui percobaan

22 Manfaat dan dampak unsur-unsur dalam kehidupan sehari-hari dan industri

Menjelaskan pembuatan unsur dan senyawanya di laboratorium dan industri

23 Struktur dan tata nama senyawa karbon Mengidentifikasi gugus fungsi senyawa karbon melalui percobaan

Sumber : Silabus Mata Pelajaran Kimia Sekolah Menengah Atas20

23

Dari 27 jenis praktikum tersebut, terdapat beberapa praktikum yang memerlukan

peralatan khusus, antara lain: pada materi stoikiometri praktikum kimia yang

disyaratkan kurikulum untuk dilakukan diantaranya adalah membuktikan hukum

Lavoisier dan mengamati reaksi kimia. Praktikum ini disajikan pada kelas X

semester 1. Pada praktikum skala makro praktikum untuk membuktikan hukum

Lavoisier dilakukan dengan menggunakan tabung Landolt/tabung Y dan untuk

melakukan percobaan mengamati reaksi kimia digunakan pengaduk magnetik.

Sedangkan pada materi larutan elektrolit dan non elektrolit praktikum yang

dilakukan adalah mengidentifikasi sifat-sifat larutan elektrolit dan non elektrolit.

Praktikum ini disajikan pada kelas X semester 2. Pada praktikum skala makro

praktikum ini dilakukan dengan menggunakan alat konduktivitas.

Pada materi elektrokimia, praktikum kimia yang dilakukan adalah pengukuran

potensial sel dan elektrolisis. Praktikum ini disajikan pada kelas XII semester 1.

Pada praktikum skala makro praktikum ini dilakukan dengan menggunakan

tabung bentuk U, baik sebagai tempat membuat jembatan garam maupun sebagai

tempat larutan untuk melakukan proses elektrolisis.

Pada materi kimia unsur, praktikum kimia yang dilakukan diantaranya adalah

reaksi pembentukan gas (pembentukan gas karbon dioksida, dan amonia).

Praktikum ini disajikan pada kelas XII semester 2. Dengan skala makro praktikum

dilakukan dengan alat generator gas.

Tentu saja tidak semua sekolah memiliki peralatan tersebut. Disamping harga

peralatannya mahal, pengoperasiannya juga dianggap kurang praktis. Oleh karena

itu, pada penelitian ini dilakukan pengembangan alat peraga praktikum kimia

skala kecil. Alat peraga yang dibuat merupakan penyatuan dari beberapa alat

peraga praktikum kimia, yaitu berupa alat kombo pengaduk magnetik, pemanas,

dan uji larutan. Selain itu, alat peraga yang dibuat dilengkapi juga dengan alat

pendukung seperti tabung bentuk W, botol mini, pembakar spiritus mini, pipet

plastik, tabung suntik, elektroda, dan multimeter digital. Alat peraga kombo ini

dibuat dengan menggunakan alat dan bahan yang mudah didapat, murah, dan

dapat dibuat oleh guru maupun siswa

24

Dari sebaran materi kimia yang terdapat pada Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa ada 5 materi praktikum kimia yang dapat dilakukan dengan mempergunakan alat peraga yang dibuat pada penelitian ini (dapat dilihat materi yang tercetak tebal pada Tabel 4.1) atau 20 persen dari materi praktikum dapat dilakukan dengan mempergunakan alat peraga yang dibuat. Dengan demikian, alat peraga yang dibuat memberikan kontribusi yang cukup berarti dalam mengatasi masalah praktikum kimia di SMA/MA.

Alat peraga yang dibuat dan pendukungnya dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4-1. Alat peraga praktikum kimia skala kecil

4.1 Alat Peraga Praktikum Kimia Skala Kecil

a. Alat kombo pengaduk magnetik, pemanas, dan uji hantaran larutan

Fungsi dan Prinsip Kerja Alat

Sebagai pengaduk magnetik, alat ini berfungsi melakukan proses pengadukan

larutan yang dibantu oleh putaran dari magnet, baik pengadukan larutan yang

memerlukan pemanasan ataupun tidak.

Sebagai sumber arus pada proses elektrolisis, alat ini mempunyai prinsip kerja

yaitu larutan yang akan dielektrolisis dimasukkan ke dalam tabung elektrolisis.

Elektroda yang telah dialiri arus listrik searah (DC) dari alat, kemudian

dicelupkan ke dalam larutan yang akan dielektrolisis tersebut, sehingga terjadi

reaksi kimia. Salah satu elektroda bertindak sebagai katoda dan satu elektroda

bertindak sebagai anoda.

25

Sebagai alat penguji elektrolit, alat ini mempunyai prinsip kerja yaitu elektroda

dimasukkan ke dalam tabung yang berisi larutan yang akan diuji. LED dan

voltmeter berfungsi sebagai indikator ada/tidaknya arus listrik yang

dihantarkan suatu larutan.

Desain Alat

Desain peraga ini dapat dilihat pada Gambar 4.2, sedangkan skema rangkaian

alat dapat dilihat pada Lampiran 1 dan 2.

Gambar 4-2. Alat peraga kombo pengaduk magnetik, pemanas, dan uji larutan

b. Alat Pendukung

Tabung Mini

Tabung ini terdiri dari botol mini dengan berbagai ukuran. Botol ini berfungsi

sebagai pengganti tabung reaksi. Disamping sebagai penampung zat, tabung ini

digunakan untuk melakukan praktikum sel Volta. Kelebihan dari botol-botol

ini adalah tidak mudah pecah, mudah diperoleh, dan tidak mahal. Beberapa

tabung mini dapat dilihat pada Gambar 4.3.

26

Gambar 4-3. Tabung Mini

Tabung bentuk W

Tabung W adalah sebagai pengganti tabung reaksi atau pengganti tabung mikro

pada alat peraga skala mikro. Bentuk tabung W dapat dilihat pada Gambar 4.4.

Dibandingkan dengan tabung reaksi biasa tabung bentuk W memiliki beberapa

kelebihan, diantaranya; dapat dipakai sebagai tabung elektrolisis, tabung untuk

membuat jembatan garam, tabung untuk melakukan reaksi yang menghasilkan

gas, dan tabung untuk melakukan berbagai reaksi kimia lainnya.

Gambar 4-4. Tabung bentuk W

27

Pembakar spiritus mini

Pembakar spiritus mini dibuat dengan menggunakan botol kecil yang dipasangi

sumbu dan diisi dengan spiritus. Pembakar ini digunakan untuk sebagai

pengganti pembakar spiritus yang biasa digunakan di laboratorium dan sebagai

penyulut api digunakan gas mini.

Pembakar spiritus dan gas mini dapat dilihat pada Gambar 4.5.

Gambar 4-5. Pembakar spiritus

Pipet Plastik dan Tabung Suntik

Pipet dan tabung suntik ini berfungsi untuk melakukan pengambilan larutan.

Pipet plastik dan tabung suntik yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 4.6.

Gambar 4-6. Pipet plastik dan jarum suntik

28

Elektroda

Elektroda yang dipakai pada kit praktikum ini adalah karbon, zink, tembaga,

magnesium, dan besi. Jenis elektroda yang dipakai dapat dilihat pada Gambar

4.7.

Gambar 4-7. Elektroda besi, karbon, zink, magnesium, tembaga

Multimeter Digital

Untuk mengukur besarnya potensial sel, digunakan multimeter digital, seperti

pada Gambar 4.8.

Gambar 4-8. Mutimeter Digital

29

4.2 Perbandingan Alat Peraga yang Dibuat dengan Alat Peraga Sejenis

dari Produk Lain

Alat peraga telah banyak dibuat secara massal oleh pabrik. Namun, kerena alasan-

alasan tertentu, seperti harganya yang mahal, kurang lengkap, atau sekolah tidak

memilikinya, maka alat-alat tersebut dapat dibuat dan dikembangkan sendiri oleh

guru atau siswa. Seperti pada penelitian ini, alat peraga yang dihasilkan dapat

dibuat dan dikembangkan oleh guru maupun siswa.

Peralatan praktikum kimia skala kecil yang dibuat memiliki beberapa kelebihan

antara lain: menggunakan alat/bahan yang mudah didapat, berbiaya murah, aman,

praktis, mudah digunakan, memiliki akurasi yang cukup baik, menggunakan

sedikit bahan kimia, menghasilkan sedikit limbah, tidak dituntut laboratorium

khusus, dan dapat menunjukkan/membuktikan konsep-konsep/ gejala-gejala yang

sedang dipelajari.

a. Menggunakan alat/bahan yang mudah didapat

Alat peraga praktikum kimia skala kecil yang dibuat ini menggunakan

alat/bahan yang mudah didapat, antara lain : botol mini, jarum suntik, pipet

plastik, komponen elektronika, serta memanfaatkan barang-barang yang sudah

tidak terpakai. Tempat memperoleh alat dan bahan dapat dilihat pada lampiran

3 dan 4.

b. Berbiaya murah

Kit praktikum kimia skala kecil di pasaran pada umumnya dijual dengan harga

relatif mahal, seperti kit praktikum kimia dari Pudak Scientific dijual dengan

harga kisaran Rp 2.000.000, pengaduk magnetik dari Pudak Scientific dijual

dengan harga Rp 1.750.000 - 3.000.000, alat uji elektrolit dari Pudak Scientific

dijual dengan harga Rp 67.000, alat elektrolisis dari Boreal North West dijual

dengan harga $ 31, dan kit praktikum kimia dari MRI Florida Division dijual

dengan harga $ 200, meskipun jika dibanding dengan alat praktikum skala

makro jauh lebih murah.13,27 Alat peraga yang dibuat ini memerlukan biaya

yang lebih murah, yaitu berkisar Rp 200.000.

30

c. Aman

Alat peraga praktikum kimia yang dibuat lebih aman untuk digunakan, karena

resiko kontak dengan lingkungan maupun praktikan jauh lebih kecil, disamping

penggunaan alat-alat yang berbahan baku selain kaca. Tidak ada resiko seperti

adanya bagian yang tajam/membahayakan, kemungkinan jatuh/terbakar

menimpa siswa, dan tersengat listrik.

d. Praktis

Salah satu yang menyebabkan guru kurang memanfaatkan laboratorium

sebagai salah satu kegiatan proses belajar mengajar adalah kurang praktisnya

penggunaan alat praktikum kimia skala makro (tradisional), sehingga memakan

waktu yang lama untuk melakukannya. Adanya alat peraga ini sangat

membantu guru dalam melaksanakan praktikum, karena penyiapan alat dapat

dilakukan dengan praktis sehingga penggunaan waktu dapat lebih efisien.

e. Mudah digunakan

Alat peraga praktikum kimia skala kecil ini mudah digunakan, sehingga setiap

siswa dapat mengikuti dan melakukannya dengan baik, dengan harapan dapat

lebih memahami konsep/teori kimia yang telah dipelajari di kelas.

f. Memiliki akurasi yang cukup baik

Artinya peralatan yang dikembangkan ini presisi dalam memperagakan suatu

fenomena reaksi yang terjadi, sehingga tidak menimbulkan salah konsep atau

pengertian.

g. Menggunakan sedikit bahan kimia

Praktikum yang dilakukan dengan menggunakan alat peraga yang dibuat ini

memerlukan sedikit bahan kimia. Hal ini memungkinkan pihak pengelola di

sekolah dapat membiayai kegiatan praktikum ini. Dengan demikian materi-

materi kimia yang memerlukan eksperimen akan bisa dilakukan.

h. Menghasilkan sedikit limbah

Karena penggunaan sedikit bahan kimia, maka memberikan konsekuensi

perolehan limbah yang sedikit pula, sehingga ikut mengurangi pencemaran

lingkungan.

31

i. Tidak dituntut laboratorium khusus

Sebagian besar sekolah-sekolah yang ada di Indonesia tidak memiliki

laboratorium.4 Oleh karena itu peralatan praktikum ini dapat membantu

mengatasi keadaan tersebut. Praktikum kimia dengan alat peraga yang dibuat

ini dapat dilakukan dimana saja, sehingga memungkinkan siswa mencoba

sendiri di rumah atau dimana saja.

j. Dapat menunjukkan/membuktikan konsep-konsep/gejala-gejala yang

sedang dipelajari.

Dari hasil uji coba, alat peraga yang dibuat ini dapat membuktikan konsep-

konsep kimia yang dipelajari. Dengan demikian siswa dapat lebih memahami

konsep kimia dengan lebih baik.

Perbandingan alat yang dibuat dengan alat sejenis dari produk lain, seperti seperti

kit praktikum kimia dari Pudak Scientific, alat elektrolisis dari Boreal North West,

kit praktikum kimia dari MRI Florida Division, microscale chemistry dari The

Royal Society of Chemistry, microscale chemistry dari microcel, dan produk dari

Sueward High School Nebraska dapat dilihat pada Tabel 4.2.27

32

Tabel 4.2. Perbandingan Alat Peraga yang Dibuat dengan Alat Peraga dari

Produk Lain Jenis Alat Peraga

No Komponen Pembanding Alat Peraga dari Produk

Lain Alat Peraga yang dibuat Keterangan

1 Kelengkapan - Tabung elektrolisis menggunakan tabung bentuk U

- Pengaduk magnetik, pemanas, alat uji larutan, dan sumber arus untuk elektrolisis dibuat terpisah

- Penguji elektrolit tidak dilengkapi dengan voltmeter

- Pengujian reaksi yang menghasilkan gas menggunakan alat tersendiri

- Untuk membuktikan hukum Lavoisier menggunakan tabung bentuk Y

- Jembatan garam menggunakan tabung bentuk U

- Tabung elektrolisis menggunakan tabung bentuk W

- Pengaduk magnetik, pemanas, alat uji larutan, dan sumber arus untuk elektrolisis dibuat menjadi satu

- Penguji elektrolit dilengkapi dengan voltmeter

- Pengujian reaksi yang menghasilkan gas menggunakan tabung bentuk W

- Untuk membuktikan hukum Lavoisier menggunakan tabung bentuk W

- Jembatan garam menggunakan tabung bentuk W

Produk dari : microcel, MRI Division, Boreal North West Produk dari : The Royal Society of Chemistry, Pudak, Sueward High School Nebraska Produk dari : microcel

2 Harga - Karena diproduksi oleh pabrik dan menggunakan bahan-bahan yang khusus untuk keperluan membuat alat peraga tersebut, maka harganya cukup mahal berkisar Rp 2 – 10 juta

- Karena memanfaatkan bahan-bahan yang ada disekitar dan dibuat sendiri, maka biaya pembuatannya lebih murah yaitu Rp 200.000

3 Penggunaan bahan ki-mia - sedikit 1 – 5 mL - sedikit 1 – 5 mL 4 Pengoperasian - tidak dapat menggunakan

baterai - mudah - Praktis

- dapat menggunakan baterai

- mudah - Praktis

5 Pembuatan - dibuat pabrik - dapat dibuat oleh guru atau siswa)

4.3 Keterkaitan Pemanfaatan Alat Peraga yang Dibuat dengan Kurikulum

di Sekolah Menengah Atas

Dengan beberapa kelebihan yang dimiliki oleh alat peraga yang dibuat, maka para

guru dapat memanfaatkan alat peraga ini untuk melakukan praktikum kimia skala

kecil di sekolah.

Agar alat peraga yang dibuat ini dapat dimanfaatkan di sekolah, maka disamping

pembuatan alat peraga, peneliti juga membuat modul praktikum kimia skala

33

kecil. Modul yang dibuat meliputi materi praktikum kimia di SMA/MA, yaitu

pada materi: stoikiometri, larutan elektrolit dan non elektrolit, elektrokimia, dan

kimia unsur (karbon dioksida, dan amonia).

Modul dibuat dalam bentuk buku dengan judul "Panduan Praktikum Kimia Skala

Kecil untuk Siswa SMA/MA". Dalam buku panduan ini disajikan pengenalan

praktikum kimia skala kecil, cara pembuatan alat praktikum kimia skala kecil, dan

petunjuk pelaksanaan praktikum kimia skala kecil. Halaman depan dari buku

panduan praktikum tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.9. Buku lengkapnya

dapat dilihat pada Lampiran 5.

Gambar 4-9. Halaman Depan buku Panduan Praktikum Kimia Skala Kecil

Modul yang dibuat memiliki kelebihan antara lain: memuat secara singkat teori

yang berhubungan dengan praktikum tersebut, dengan tujuan agar praktikan lebih

termotivasi untuk mencari tahu tentang teori dasar praktikum tersebut. Isi modul

praktikum juga memuat beberapa pertanyaan evaluasi seputar praktikum, dengan

tujuan agar praktikan dapat menemukan sendiri jawabannya setelah mereka

melakukan praktikum. Disamping itu, waktu yang diperlukan untuk mengerjakan

praktikum lebih singkat, sehingga keterbatasan waktu yang selama ini menjadi

alasan guru dalam melakukan praktikum dapat teratasi.

34

Adapun uraian materi praktikum yang disajikan antara lain :

Stoikiometri

Pada materi stoikiometri, praktikum kimia skala kecil yang dilakukan adalah

membuktikan hukum Lavoisier dan mengamati reaksi kimia. Praktikum ini

disajikan pada kelas X semester 1. Pada praktikum skala makro praktikum untuk

membuktikan hukum Lavoisier dilakukan dengan menggunakan tabung Landolt.

Pada umumnya tabung Landolt tidak dimiliki oleh sekolah. Dengan alat peraga

yang dibuat, maka untuk membuktikan hukum Lavoisier dapat digunakan tabung

bentuk W, sedangkan percobaan mengamati reaksi kimia peneliti menggunakan

alat pengaduk magnetik.

a. Membuktikan Hukum Lavoisier

Untuk membuktikan hukum Lavoisier digunakan tabung bentuk W. Mula-mula

sebanyak 1 ml larutan NaOH dimasukkan ke dalam salah satu kaki tabung

bentuk W dan pada kaki lainnya dimasukkan CuSO4. Kemudian kedua kaki

tabung bentuk W ditutup dengan sumbat karet dan dilakukan penimbangan

sebelum kedua larutan direaksikan. Setelah kedua larutan direaksikan, maka

dilakukan juga penimbangan. Dari hasil percobaan didapatkan massa sebelum

dan sesudah reaksi tersebut adalah sama yaitu 11,3 gram. Dengan cara yang

sama dilakukan juga untuk reaksi antara natrium bikarbonat dengan asam

asetat, dan dari hasil percobaan juga didapatkan massa sebelum dan sesudah

reaksi adalah sama yaitu 12,6 gram. Hal ini menunjukkan bahwa alat ini dapat

dipergunakan untuk melakukan praktikum membuktikan hukum Lavoisier.

Gambar 4.10 memperlihatkan penggunaan tabung bentuk W untuk

membuktikan hukum Lavoisier.

35

Gambar 4-10. Percobaan untuk membuktikan hukum Lavoisier

b. Mengamati reaksi kimia

Percobaan untuk mengamati reaksi kimia dilakukan dengan mereaksikan

larutan Pb(NO3)2 dengan larutan KI, yaitu dengan cara menambahkan sedikit

demi sedikit larutan KI ke tengah pusaran larutan Pb(NO3)2 yang sedang

diaduk dengan menggunakan batang magnet. Ketika KI ditambahkan terbentuk

pusaran jingga dari PbI2 yang kemudian segera menghilang. Setelah beberapa

mililiter penambahan KI, akhirnya endapan jingga tersebut tidak menghilang

lagi. Hal ini menunjukkan bahwa salah satu peristiwa yang menyertai reaksi

kimia adalah terbentuknya endapan. Gambar 4.11 memperlihatkan percobaan

mengamati reaksi kimia.

36

Gambar 4-11. Percobaan untuk mengamati reaksi kimia

Larutan elektrolit dan non elektrolit

Pada materi larutan elektrolit dan non elektrolit praktikum kimia skala kecil yang

dilakukan adalah melakukan pengujian larutan elektrolit dan non elektrolit.

Praktikum ini disajikan pada kelas X semester 2. Pada praktikum skala makro

praktikum ini dilakukan dengan menggunakan alat konduktivitas dari pabrik. Alat

standar pabrik ini harganya cukup mahal. Dengan alat peraga yang dibuat ini,

maka pengujian larutan elektrolit dan non elektrolit dapat dilakukan dengan cara

sebagai berikut :

Larutan yang akan diuji dimasukkan ke dalam botol kecil. Kemudian hubungkan

kabel elektroda kea lat kombo. Setelah switch alat uji elektrolit diklik ke arah on,

dan dilakukan pengujian kepada tiap larutan dengan memasukkan elektroda yang

telah dihubungkan dengan alat uji elektrolit. Kekuatan tiap larutan untuk

menghantarkan arus diperkirakan dengan memperhatikan nyala lampu atau

simpangan jarum voltmeter. Tiap pengujian elektroda dibilas dengan air dan

dikeringkan dengan tisu. Gambar 4.12 memperlihatkan proses pengujian larutan

elektrolit dan non elektrolit.

37

Gambar 4-12. Proses pengujian larutan elektrolit dan non elektrolit

38

Dari percobaan yang dilakukan diperoleh data yang dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3. Data Hasil Pengujian Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit

Simpangan Jarum Voltmeter

Ada No Bahan Lampu

(Nyala/tidak) Sedikit Sedang Besar

Tidak

Pengamatan pada

Elektroda

1 Aquades Tidak Tidak Tidak terdapat

gelembung

2 Asam asetat 1M Nyala redup Sedang Terdapat gelembung

(sedikit)

3 Asam asetat 0,5M Tidak Sedikit Terdapat gelembung (sedikit)

4 Asam sulfat 1M Nyala terang Besar Terdapat gelembung

(banyak)

5 Asam sulfat 0,5M Nyala terang Besar Terdapat gelembung (banyak)

6 Asam klorida 1M Nyala terang Besar

Terdapat gelembung (banyak)

7 Asam klorida 0,5M Nyala terang Besar Terdapat gelembung (banyak)

8 Natrium hidroksida 1M Nyala terang Besar Terdapat gelembung (banyak)

9 Natrium hidroksida 0,5M Nyala terang Besar Terdapat gelembung (banyak)

10 Barium Hidroksida 1M Nyala terang Besar Terdapat gelembung (banyak)

11 Barium Hidroksida 0,5 M Nyala terang Besar Terdapat gelembung (banyak)

12 Natrium klorida 1M Nyala terang Besar Terdapat gelembung (banyak)

13 Natrium klorida 0,5M Nyala terang Besar Terdapat gelembung (banyak)

14 Natrium sulfat 1M Nyala terang Besar Terdapat gelembung (banyak)

15 Natrium sulfat 0,5M Nyala terang Besar Terdapat gelembung (banyak)

39

Zat elektrolit adalah zat yang di dalam air dapat menghantarkan arus listrik,

karena membentuk ion-ion yang bermuatan listrik. Ion bermuatan positif disebut

kation. Ion bermuatan negatif disebut anion. Ion-ion tersebut dapat terbentuk

akibat senyawa ion yang terurai atau dari senyawa kovalen yang dalam air terurai

menjadi ion positif dan ion negatif.28 Ion-ion yang bermuatan inilah yang

mempunyai kemampuan menghantarkan listrik. Dari hasil pengamatan

menunjukkan alat peraga telah bekerja dengan baik karena dapat membedakan

larutan elektrolit dan non elektrolit. Elektrolit kuat ditunjukkan dengan nyala

lampu yang terang atau simpangan jarum voltmeter yang besar dan pada elektroda

terdapat gelembung udara yang cukup banyak. Elektrolit lemah ditunjukkan

dengan nyala lampu yang redup atau simpangan jarum voltmeter yang sedang dan

pada elektroda terdapat sedikit gelembung udara. Non elektrolit ditunjukkan

dengan tidak adanya nyala lampu atau tidak ada simpangan jarum voltmeter dan

pada elektroda tidak terdapat gelembung udara.

Elektrokimia

Pada materi elektrokimia, praktikum kimia skala kecil yang dilakukan adalah

pengukuran potensial sel dan elektrolisis. Praktikum ini disajikan pada kelas XII

semester 1. Praktikum ini pada umumnya jarang dilakukan karena penyiapan alat

yang memakan waktu cukup lama dan tidak tersedianya peralatan. Dengan alat

menggunakan peraga yang dibuat, maka alasan ketidakpraktisan dan

ketidaktersediaan alat dapat teratasi. Dengan alat peraga yang dibuat ini proses

elektrolisis dan pengukuran potensial sel dapat diamati lebih cepat.

a. Pengukuran potensial sel

Pengujian operasional alat untuk mengukur potensial sel dilakukan dengan

memasukkan sebanyak 3 mL ZnSO4 1M ke dalam botol kecil A dan elektroda

zink (Zn) dicelupkan ke dalam larutan tersebut. Sebanyak 3 mL CuSO4 1M

dimasukkan ke dalam botol kecil B dan elektroda zink (Cu) dicelupkan ke

dalam larutan tersebut. Kedua larutan di hubungkan dengan jembatan garam

yang dibuat dari tabung bentuk W yang diisi dengan dengan larutan KNO3 1M

dalam agar. Kedua elektroda dijepit dengan jepit buaya, dan dicolokkan ke jack

pada alat multimeter digital seperti terlihat pada Gambar 4.13.

40

Gambar 4-13. Proses pengukuran potensial sel

Kegiatan ini di lakukan juga dengan elektroda lain dengan pasangan setengah

sel seperti yang tercantum dalam Tabel 4.4. Dari hasil pengukuran diperoleh

sebaran potensial sel yang terukur seperti pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4. Sebaran Potensial Sel yang Terukur

A B C D No

(+) setengah

sel katoda

(-) setengah

sel anoda Cu2+/Cu Fe2+/Fe Zn2+/Zn Mg2+/Mg

1 Cu/Cu2+

2 Fe/Fe2+ 0,60 – 0,65 V

3 Zn/Zn2+ 1,03 – 1,06 V 0,29 - 0,30 V

4 Mg/Mg2+ 1,83 – 1,88 V 1,62 – 1,66 V 1,28 – 1,31 V

41

Sedangkan potensial yang diperoleh dari perhitungan data potensial standar

seperti pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Potensial Sel Perhitungan

A B C D

No

(+) setengah sel

katoda

(-) setengah sel

anoda Cu2+/Cu Fe2+/Fe Zn2+/Zn Mg2+/Mg

1 Cu/Cu2+

2 Fe/Fe2+ 0,78 V

3 Zn/Zn2+ 1,10 V 0,32 V

4 Mg/Mg2+ 2,71 V 1,74 V 1,61 V

Dalam sel, dimana logam zink dicelupkan dalam larutan zink sulfat, sementara

logam Cu dicelupkan dalam larutan tembaga (II) sulfat. Logam zink akan larut

sambil melepaskan dua elektron.

Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e

Elektron yang dibebaskan tidak memasuki larutan tetapi tertinggal pada logam

zink itu. Elektron tersebut selanjutnya akan mengalir ke logam tembaga

melalui kawat penghantar. Ion Cu2+ akan mengambil elektron dari logam

tembaga kemudian mengendap.

Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)

Dengan demikian, rangkaian tersebut dapat menghasilkan elektron (listrik).

Akan tetapi bersamaan dengan melarutnya logam zink, larutan dalam botol A

menjadi bermuatan positif. Hal ini akan menghambat pelarutan logam zink

selanjutnya. Sementara itu, larutan dalam botol B akan bermuatan negatif

seiring dengan mengendapnya ion Cu2+. Hal ini akan menahan pengendapan

ion Cu2+. Jadi, aliran elektron yang disebutkan di atas tidak akan berkelanjutan.

Untuk menetralkan muatan listriknya, ke botol A dan B dihubungkan dengan

suatu jembatan garam. Ion-ion negatif dari jembatan garam akan bergerak ke

42

botol A untuk menetralkan kelebihan ion Zn2+, sedangkan ion-ion positif akan

bergerak ke botol B untuk menetralkan kelebihan ion SO42-. Jembatan garam

melengkapi rangkaian tersebut sehingga menjadi suatu rangkaian tertutup.29

Pada sel elektrokimia di atas, anoda adalah logam zink dan katoda adalah

tembaga. Peristiwa yang sama terjadi pada pasangan sel elektrokimia lainnya.

Jika dibandingkan sebaran potensial sel yang diperoleh dari percobaan dengan

potensial sel yang diperoleh dari perhitungan berdasarkan tabel data,

didapatkan harga potensial sel yang lebih kecil. Hal ini disebabkan karena

pengukuran potensial sel tidak dilakukan pada kondisi yang optimum. Uji coba

alat peraga untuk mengukur potensial sel ini lebih ditekankan untuk melihat

kecenderungan yang ada pada deret Volta, yaitu logam yang mempunyai

potensial reduksi yang kecil mampu mereduksi logam yang mempunyai

potensial lebih besar. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan besarnya

potensial sel yang diukur dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya:

konsentrasi agar, konsentrasi larutan elektrolit yang digunakan sebagai

jembatan garam, jenis elektrolit yang digunakan sebagai jembatan garam, jenis

elektroda yang digunakan, dan konsentrasi dari larutan yang diukur.30

b. Elektrolisis

Kegiatan 1 : Elektrolisis Air

Elektrolisis air dilakukan dengan memasukkan 3 mL aquades ke dalam tabung

bentuk W dan ditambahkan ke dalam masing-masing kaki tabung W 2 tetes

fenolftalein. Kedua elektroda kemudian dihubungkan dengan sumber arus pada

alat. Proses elektrolisis dihentikan setelah terjadi perubahan pada larutan.

Gambar 4.14 menunjukkan proses elektrolisis air yang terjadi.

43

Gambar 4-14. Elektrolisis Air

Sedangkan Tabel 4.6 menunjukkan hasil pengamatan proses elektrolisis air

Tabel 4.6. Hasil Pengamatan Elektrolisis Air

Elektroda Pengamatan

Katoda (-) - Warna larutan berubah jadi merah

- Pada larutan terbentuk gelembung udara

Anoda (+) - Warna larutan tidak mengalami perubahan

- Pada larutan terbentuk gelembung udara

Pada Tabel 4.4, ditunjukkan bahwa pada katoda terbentuk larutan basa yang

ditandai dengan berubahnya warna larutan menjadi merah. Selain terbentuknya

larutan basa, dihasilkan juga gas yang ditunjukkan dengan terbentuknya

gelembung udara pada larutan. Sedangkan pada anoda terbentuk larutan asam

yang ditunjukkan dengan tidak berubahnya warna larutan atau jika larutan

tersebut diteteskan pada kertas lakmus biru warnanya berubah menjadi merah.

Selain larutan asam, pada anoda juga dihasilkan gas yang ditunjukkan dengan

terbentuknya gelembung udara pada larutan.

44

Reaksi yang terjadi pada katoda dan anoda pada percobaan teresebut adalah :31

Reduksi : 2 H2O(l) + 2 e- → H2(g) + 2 OH-(aq)

Oksidasi: 2 H 2O(l) → O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e –

Kegiatan 2 : Elektrolisis Larutan Natrium Sulfat (Na2SO4)

Elektrolisis larutan Na2SO4 dilakukan dengan memasukkan 3 mL larutan

Na2SO4 ke dalam tabung bentuk W dan ditambahkan ke dalam masing-masing

kaki tabung W 2 tetes fenolftalein. Kedua elektroda dihubungkan dengan

sumber arus yang ada pada alat. Proses elektrolisis dihentikan setelah terjadi

perubahan pada larutan. Gambar 4.15 menunjukkan proses elektrolisis

Na2SO4yang terjadi.

Gambar 4.15. Proses Elektrolisis Natrium Sulfat

Hasil pengamatan dari percobaan dapat dilihat pada Tabel 4.7.

Tabel 4.7. Hasil Pengamatan Elektrolisis Natrium Sulfat Elektroda Pengamatan

Katoda (-) - larutan berwarna merah

- pada larutan terbentuk gelembung udara

Anoda (+) - larutan tidak mengalami perubahan

- pada larutan terbentuk gelembung udara

45

Dari hasil percobaan, menunjukkan bahwa pada katoda terbentuk larutan basa

yang ditandai dengan berubahnya warna larutan menjadi merah. Selain

terbentuknya larutan basa, dihasilkan juga gas yang ditunjukkan dengan

terbentuknya gelembung udara pada larutan. Sedangkan pada anoda terbentuk

larutan asam yang ditunjukkan dengan tidak berubahnya warna larutan atau

jika larutan tersebut diteteskan pada kertas lakmus biru warnanya berubah

menjadi merah. Selain larutan asam, pada anoda juga dihasilkan gas yang

ditunjukkan dengan terbentuknya gelembung udara pada larutan. Reaksi yang

terjadi pada katoda dan anoda pada percobaan teresebut adalah :31

Reduksi : 2H2O(l) + 2 e- → H2(g) + 2OH-(aq)

Oksidasi: 2 H 2O(l) → O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e –

Kegiatan 3 : Elektrolisis Larutan Kalium Iodida (KI)

Elektrolisis larutan KI dilakukan dengan memasukkan 3 mL KI ke dalam

tabung W dan 2 tetes fenolftalein dan amilum ke dalam masing-masing kaki

tabung W. Kedua elektroda dihubungkan dengan sumber arus yang ada pada

alat. Proses elektrolisis dihentikan setelah terjadi perubahan pada larutan. Hasil

pengamatan dapat dilihat pada Gambar 4.16 dan Tabel 4.6.

Gambar 4-16. Proses elektrolisis KI

46

Hasil pengamatan dari percobaan dapat dilihat pada Tabel 4.8.

Tabel 4.8. Hasil Pengamatan Elektrolisis KI

Cairan dalam ruang Perubahan Selama Elektrolisis

Anoda Terbentuk warna Ungu

Katoda Terbentuk warna merah

Terbentuk gas

Dari hasil pengamatan, menunjukkan bahwa pada katoda terbentuk larutan

basa yang ditandai dengan berubahnya warna larutan menjadi merah. Selain

terbentuknya larutan basa, dihasilkan juga gas yang ditunjukkan dengan

terbentuknya gelembung udara pada larutan. Sedangkan pada anoda terbentuk

iodine yang ditunjukkan dengan terbentuknya warna ungu. Pada anoda juga

tidak terbentuk gas, yang ditunjukkan dengan tidak adanya gelembung udara

pada larutan.

Reaksi yang terjadi pada katoda dan anoda pada percobaan tersebut adalah:29

Katoda : 2 H2O(l) + 2 e- → H2(g) + 2 OH-(aq)

Anoda : 2 I-(aql) → I2(aq) + 2 e –

Kimia Unsur (pembentukan gas karbon dioksida, dan amonia)

Pada materi kimia unsur, praktikum kimia skala kecil yang dilakukan adalah

reaksi pembentukan gas (pembentukan gas karbon dioksida, dan amonia).

Praktikum ini disajikan pada kelas XII semester 2. Dengan skala makro

praktikum dilakukan dengan alat generator gas, dimana alat ini terlalu banyak

memerlukan bahan kimia dan memerlukan penyiapan yang khusus. Alat yang

dirancang khusus untuk reaksi pembentukan gas pada umumya tidak dimiliki

di sekolah. Oleh karena itu dengan menggunakan tabung bentuk W, maka

reaksi yang menghasilkan gas dapat dilakukan.

47

Kegiatan 1 : Pembentukan Gas Karbondioksida

Sebanyak 1 gram natrium bikarbonat dimasukkan ke dalam salah satu kaki

pada tabung bentuk W, dan pada kaki lainnya dimasukkan kalsium hidroksida.

Kaki tabung bentuk W yang berisi natrium bikarbonat kemudian ditutup

dengan sumbat karet. Kemudian dengan menggunakan jarum suntik, larutan

asam setat dimasukkan ke dalam kaki tabung W yang berisi natrium

bikarbonat. Gas yang terbentuk akan mengalir ke kaki tabung yang telah terisi

kalsium hidroksida. Kegiatan praktikum yang dilakukan dapat dilihat pada

Gambar 4.17.

Gambar 4-17. Percobaan pembentukan gas karbondioksida

Hasil pengamatan dapat dilihat pada Tabel 4.9.

Tabel 4.9. Hasil Pengamatan Pembentukan Gas Karbondioksida

No Kegiatan Hasil Pengamatan

1 NaHCO3 + CH3COOH Terjadi reaksi dengan

terbentuknya gelembung-

gelembung udara

2 Warna Ca(OH)2 + gas Warna larutan keruh

48

Reaksi antara natrium bikarbonat dengan asam asetat menghasilkan gas

karbon dioksida yang menyebabkan warna larutan kalsium hiroksida menjadi

keruh karena dihasilkan kalsium karbonat.

Reaksi yang terjadi:26

NaHCO3(s) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l) + CO2(g)

CO2(g) + Ca(OH)2(aq) → CaCO3(s) + H2O(l)

Kegiatan 2 : Pembentukan Gas Amonia

Sebanyak 1 gram amonium klorida dimasukkan ke dalam salah satu kaki tabung

bentuk W dan 1 gram kalsium hidroksida, dan pada kaki lainnya diisi air yang

telah diberi 1 tetes henolptalein. Pada kaki tabung bentuk W yang telah terisi

campuran amonium klorida dan kalsium hidroksida kemudian dipanaskan. Gas

yang terbentuk akan mengalir ke kaki tabung bentuk W yang telah terisi air dan

fenolftalein. Kegiatan yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 4.18.

Gambar 4.18. Percobaan pembentukan gas amonia

49

Hasil pengamatan dapat dilihat pada Tabel 4.10.

Tabel 4.10. Hasil Pengamatan Pembentukan Gas Amonia

No Kegiatan Hasil Pengamatan

1 NH4Cl + Ca(OH)2 dipanaskan Terbentuk uap air dan

tercium bau pesing, warna

fenolftalein menjadi merah

Reaksi yang terjadi adalah :26

2NH4Cl(s) + Ca(OH)2 (s) → CaCl2(s) + H2O(l) + 2NH3(g)

Gas amonia bersifat mudah bereaksi dengan air membentuk larutan amonium

hidroksida yang bersifat basa dan dengan indikator fenolftalein memberikan

warna merah.

NH3(g) + H2O(l) → NH4OH(aq)

Dari hasil percobaan yang dilakukan menunjukkan bahwa alat peraga yang dibuat

pada penelitian ini dapat digunakan untuk melakukan praktikum kimia skala kecil.