5
Bab II Tinjauan Pustaka II.1 Elektrolisis dan Hukum Faraday Aliran arus listrik melalui suatu larutan elektrolit dapat menghasilkan reaksi kimia yang disebut elektrolisis. Jika dua elektroda yang dihubungkan dengan arus listrik searah dicelupkan ke dalam larutan elektrolit, reaksi kimia akan terjadi dan dapat diamati di kedua elektroda tersebut. Elektroda yang menerima aliran elektron dari rangkaian luar dan terjadi proses reduksi disebut katoda, sedang elektroda tempat terjadinya oksidasi disebut anoda6. Pengendapan atau deposisi karena pengaruh listrik disebut juga elektro-deposisi. Elektro deposisi diatur oleh hukum Ohm dan dua hukum elektrolisis dari Faraday (1833 – 1834). Kedua hukum Faraday tersebut adalah: (1) Banyak zat yang dibebaskan pada elektroda-elektroda dari suatu sel berbanding lurus dengan kuantitas listrik yang mengalir melalui larutannya. (2) Banyak zat berlainan yang diendapkan, atau dibebaskan, oleh kuantitas listrik yang sama, adalah sebanding dengan ekivalen kimia zat-zat tersebut7. Dengan ungkapan lain, Creighton8 mengatakan bahwa hukum I Faraday merupakan ungkapan mendasar yang merupakan hubungan antara kuantitas materi yang dihasilkan di katoda dengan jumlah arus yang mengalir ke dalam larutan selama elektrolisis. Hukum I Faraday tersebut dinyatakan sebagai “Jumlah materi yang dibebaskan di katoda dari proses elektrolisis adalah berbanding lurus dengan arus listrik yang melewati larutan” Sedangkan hukum II Faraday merupakan hubungan fundamental antara kuantitas materi yang diendapkan di katoda dari elektrolisis beberapa larutan jika menggunakan arus yang sama. Dalam ungkapan Creighton dinyatakan sebagai “Arus listrik yang sama menghasilkan jumlah ekivalen materi yang sama di elektroda”.
6
Hukum Ohm menyatakan hubungan antara ketiga besaran yang fundamental, arus, daya gerak listrik dan tahanan. “Arus, I, berbanding lurus dengan daya gerak listrik, E, dan berbanding terbalik dengan tahanan, R”6, dirumuskan: I=
E R
(1)
Satuan kuantitas listrik adalah coulomb dan didefinisikan sebagai kuantitas listrik yang lewat bila 1 ampere arus mengalir selama 1 detik. Satu coulomb muatan listrik setara dengan satu mol elektron. Arus listrik satu Faraday, 96487 coulomb, adalah arus yang diperlukan untuk menghasilkan endapan logam seberat satu ekivalen. Jumlah Faraday listrik adalah sama dengan jumlah listrik dalam Coulomb dibagi dengan Faraday (F), dengan F merupakan tetapan Faraday9, yang besarnya 96487 coul.ekiv-1. Dengan inti sama, Alexeyev10 mengemukakan bahwa jumlah arus yang harus dialirkan agar dapat membebaskan 1 gram-ekivalen suatu materi pada elektroda disebut tetapan Faraday atau bilangan Faraday, yang dinotasikan dengan huruf F. Coulomb merupakan ukuran kuantitas listrik dalam waktu tertentu, sementara arus listrik yang biasanya diukur dalam satuan ampere. Hubungan ketiganya dinyatakan dengan persamaan: ampere =
coulomb , detik
ekivalen endapan =
I=
C t
(2)
coulomb I.t = 96.487 96.487
(3)
Bobot suatu unsur yang dibebaskan oleh berlalunya listrik satu coulomb atau satu ampere selama satu detik, disebut ekivalen elektrokimia dari unsur itu7. Ekivalen perak adalah 107,868. Karena satu coulomb listrik dapat mengendapkan 1,118 mg perak, maka kuantitas listrik yang diperlukan untuk mengendapkan satu ekivalen perak adalah =
107,868 = 96487 Coulomb 0,00111800
. Angka ini biasa disebut tetapan
Faraday dan dibulatkan menjadi 96500 coul.ekiv-1
7
II.2 Beberapa Istilah Berkaitan dengan Elektrolisis dan Elektro-deposisi. Beberapa istilah yang terkait pada konsep maupun praktek pada penelitian ini adalah: (1) Katoda, adalah elektroda tempat terjadinya reaksi reduksi. Dalam sel elektrolisis, katoda adalah elektroda yang dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus, karena elektron-elektron meninggalkan sumber arus dan masuk ke dalam sel elektrolisis pada elektroda tersebut. (2) Anoda, adalah elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi, yang dihubungkan dengan kutub positif sumber arus listrik. (3) Potensial polarisasi. Potensial luar yang harus diberikan kepada larutan yang dielektrolisis harus sedikit lebih besar dari Esel-nya, karena potensial listrik juga digunakan untuk mengatasi terjadinya ketidaksetimbangan dari sel. Kelebihan potensial ini disebut potensial polarisasi10. Besarnya arus dapat dihitung dari rumus Ohm:
I= dengan
I
= arus (ampere)
E
= potensial luar
Eb
E - Eb R
(4)
= emf sel
R = tahanan dalam (Ohm) (4) Rapat arus, yaitu arus persatuan luas permukaan elektroda. Rapat arus umumnya dinyatakan dalam ampere persentimeter persegi permukaan elektroda. (5) Efisiensi arus. Dengan mengukur banyaknya suatu zat tertentu
yang
diendapkan dan membandingkannya dengan kuantitas teoretis (dihitung dengan hukum Faraday), akan diperoleh efisiensi arus. Umumnya analisis pengendapan memperlihatkan efisiensi arus yang rendah, disebabkan oleh terjadinya reaksi-reaksi lain7. (6) Potensial penguraian suatu elektrolit, adalah potensial luar minimum yang harus diberikan, untuk menimbulkan elektrolisis secara kontinu.
8
Emf balik. Jika sirkuit diputuskan setelah emf diberikan kepada elektrolit, akan diamati bahwa pembacaan pada voltmeter, V, mula-mula stabil, lalu turun sedikit, makin cepat sampai pada nol. Emf balik ini terjadi karena penimbunan oksigen dan hidrogen pada masing-masing elektroda, yang akan menghasilkan gas pada kedua elektroda, dan perbedaan potensial antara mereka melawan emf yang dikenakan7.
II.3 Reaksi-reaksi pada Elektroda Reaksi-reaksi pada elektroda, kenyataannya, cenderung membuat komposisi hasil pada larutan di daerah di sekitar elektroda berbeda dengan bagian larutan yang jauh dari elektroda. Faulkner, L.R11, dengan eksperimennya tentang elektrolisis ferosene (FeCp2) membuktikan terjadinya hal tersebut. Gerak Brownian molekul ferosene menyebabkan larutan menjadi homogen dan difusi bersih dari molekulmolekul ferosene menjadi merata dan mengalami reaksi oksidasi. Pada proses elektro-deposisi, banyak berkaitan dengan elektrolisis larutan garamgaram. Oleh sebab itu perlu dipahami betul reaksi-reaksi yang terjadi pada elektroda-elektrodanya. Misalnya reaksi elektrolisis larutan ZnBr2 satu molar dengan elektroda platina yang licin, akan menghasilkan endapan Zn di katoda dan Br2
pada
anoda.
Zn2+ + 2e 2Br–
Reaksi Zn.
pada
Adapun
katoda
adalah
reaksi
reduksi,
yaitu:
di anoda terjadi reaksi oksidasi, yaitu:
Br2 + 2e.
Besar potensial pada katoda dapat dihitung dengan persamaan:
[
]
0 , 0591 log Zn 2 + = E oZn , karena [Zn2+] = 1 molar. Dan 2 potensial sel pada anoda dihitung dengan persamaan: E katoda = E oZn +
E anoda = E oBr2 −
[ ]
0,0591 0,0591 log Br - = E oBr2 − log 2, karena [Br-] = 2 molar 1 1
Maka emf dari sel yang dihasilkan adalah :
9
0,0591 ⎧ ⎫ E oZn − ⎨E oBr2 − log 2⎬ = 0,76 − (−0,1,07 − 0,02) = 1,85 volt 1 ⎩ ⎭ Umumnya dapat dinyatakan bahwa emf
balik atau polarisasi teoretis, Eback
dirumuskan sebagai : Eback = Ekat – Ean Demikian juga untuk elektrolisis larutan CuSO4, beda potensial pada katoda dan anoda dapat ditentukan dengan cara yang sama seperti elektrolisis ZnBr2 tersebut. II.4 Sifat Endapan. Endapan yang ideal untuk keperluan analisis adalah endapan yang melekat, rapat, dan
halus.
Dalam bentuk demikian, endapan tersebut dapat dicuci tanpa
mengalami penyusutan. Endapan yang berupa serpihan, berpori seperti karet busa, bubuk, atau berbentuk granula, tidak melekat kuat pada elektroda. Karena itu, dalam analisis perlu dihindarkan terjadinya endapan yang demikian. Kenaikan rapat arus sampai suatu nilai kritis tertentu mengakibatkan ukuran butiran-butiran endapan sangat mengecil. Nilai kritis ini tergantung pada sifat elektrolit, laju pengadukan, dan temperatur7.
Jika nilai tersebut terlewati
mengakibatkan endapan yang dihasilkan kurang baik. Pada nilai rapat arus yang cukup tinggi, pelepasan hidrogen dapat terjadi yang disebabkan oleh habisnya ionion di dekat logam katoda. Jika pelepasan gas hidrogen terjadi cukup banyak, endapan biasanya akan menjadi pecah-pecah dan tidak teratur, berpori dan kurang melekat pada elektroda. Untuk menghindari hal tersebut, dalam proses pengendapan logam-logam tertentu, seperti tembaga, Cu, perlu ditambahkan asam nitrat atau amonium nitrat pada larutan yang mengandung ion logam tembaga untuk mengurangi terbentuknya gas hidrogen pada elektroda. Karena, ion nitrat dalam larutan akan mengikat ion H+ sesuai reaksi: NO3-(aq) + 10H+(aq) + 8e → NH4+(aq) + 3H2O(l) Ion nitrat direduksi menjadi ion amonium pada potensial katoda yang lebih rendah (kurang negatif) daripada potensial katoda pada ion hidrogen. Dengan demikian ion nitrat berperan mengurangi pembebasan gas hidrogen. Ion nitrat bertindak sebagai suatu pendepolarisasi katoda 7.
10
II.5 Pengendapan Logam di Katoda Bila larutan garam dielektrolisis, kemungkinan yang dapat terjadi adalah pengendapan logam atau pembebasan gas hidrogen. Mana yang terjadi tergantung besarnya potensial yang diperlukan untuk pengendapan logam atau timbulnya gas hidrogen. (1) Jika potensial pelucutan logam lebih kecil dari potensial pelucutan H2, maka logam akan mengendap lebih dulu. (2) Jika potensial pelucutan logam lebih besar dari potensial pelucutan H2, maka gas H2 akan terbentuk lebih dulu. Misalnya elektrolisis AgNO3 1 N, maka : EAg = + 0,80 volt (pada 25oC, reduksi) E H2 = -
0,0591 1 log −7 = −0,41 volt (pada 25 o C, reduksi) 1 10
Kebutuhan energi untuk mengendapkan Ag lebih kecil daripada untuk menghasilkan gas H2, maka Ag mengendap lebih dulu. Demikian juga logamlogam lain di bawah H pada deret spektrokimia. Makin negatif harga Esel, reaksi yang terjadi makin tidak spontan, sehingga makin besar energi yang diperlukan, akibatnya logam tersebut makin sukar mengendap12.
II.6 Tembaga dan Tembaga(II)sulfat
(1) Tembaga Tembaga dan juga perak serta emas kadang-kadang disebut logam koin, karena alasan sejarah bahwa ketiga logam tersebut digunakan untuk keperluan pembuatan uang logam13. Alasannya adalah ketiga logam tersebut tersedia cukup melimpah, mudah ditempa, tidak reaktif, memiliki nilai intrinsik, khususnya untuk emas dan perak.
11
Tembaga memiliki elektron s tunggal di luar kulit 3d yang terisi. Hal ini agak kurang umum dibanding logam golongan alkali. Kulit d yang terisi jauh kurang efektif daripada kulit gas mulia dalam melindungi elektron s dari muatan inti, sehingga potensial ionisasi pertama Cu lebih tinggi dari logam alkali14. Penampilan fisik logam tembaga seperti pada gambar II.1.
Gambar II. 1 Logam tembaga15 Unsur tembaga terdapat pada hampir 250 mineral15, tetapi hanya sedikit saja yang bernilai komersial. Kandungan logam Cu yang terbesar terdapat pada endapan sulfida primer, kalkopirit (CuFeS2), diikuti oleh kalkosit (Cu2S), bornit (Cu5FeS4), kovelit (CuS), dan enargit (Cu3AsS4). Mineral tembaga utama dalam bentuk deposit oksida adalah krisokola (CuSiO3.2H2O), malasit (Cu2(OH)2CO3), dan azurit (Cu3(OH)2(CO3)2) Logam tembaga digunakan secara luas dalam industri peralatan listrik. Kawat tembaga dan paduan tembaga digunakan dalam pembuatan motor listrik, generator, kabel transmisi, instalasi listrik rumah dan industri, kendaraan bermotor, konduktor listrik, kabel dan tabung coaxial, tabung microwave, sakelar, pengaktifan
transistor,
bidang
telekomunikasi,
dan
bidang-bidang
yang
membutuhkan sifat konduktivitas listrik dan panas yang tinggi, seperti untuk pembuatan tabung-tabung dan klep di pabrik penyulingan. Meskipun aluminium dapat digunakan untuk tegangan tinggi pada jaringan transmisi, tetapi tembaga masih memegang peranan penting untuk jaringan bawah tanah dan menguasai pasar kawat berukuran kecil, peralatan industri yang berhubungan dengan larutan, industri konstruksi, pesawat terbang dan kapal laut, atap, pipa ledeng, campuran
12
kuningan dengan perunggu, dekorasi rumah, mesin industri non-elektris, peralatan mesin, pengatur temperatur ruangan, mesin-mesin pertanian.
(2) Tembaga(II)sulfat Tembaga(II)sulfat merupakan senyawa kimia dengan rumus CuSO4. Keberadaan senyawa ini merupakan deretan senyawa hidrat dengan jumlah molekul air kristal berbeda-beda. Dari berbagai kristal hidrat tersebut, kristal CuSO4.5H2O yang paling dikenal. Tembaga(II)sulfat anhidrat berwarna hijau pucat atau berupa serbuk putih abu-abu, sementara tembaga(II)sulfat pentahidrat berwarna biru cerah. Kristal ini dapat terdehidrasi menjadi zat anhidrat yang benar-benar putih14. Senyawa CuSO4.5H2O dikenal dengan nama “blue vitriol” atau “bluestone” dan banyak digunakan sebagai fungisida, herbisida dan pestisida. Dalam bidang kimia analitik dan organik, senyawa ini digunakan untuk pereaksi Fehling dan Benedict yang berfungsi untuk menguji gula pereduksi. Dalam bidang pendidikan kimia, senyawa CuSO4 sering digunakan dalam “Set kimia untuk anak”, yaitu percobaan menumbuhkan kristal dan juga pelapisan tembaga.
(3) Elektrolisis larutan CuSO4 Larutan tembaga(II)sufat sering dipakai untuk percobaan sel elektrolisis pada pembelajaran
di
SMA/MA.
Percobaan
ini
umumnya
bertujuan
untuk
menunjukkan kepada siswa mengenai proses elektrolisis, karena akan terlihat jelas pelapisan tembaga pada katoda, khususnya jika menggunakan elektroda karbon. Salah
satu
diagram
proses
elektrolisis
dengan
tembag(II)sulfat seperti terlihat pada gambar II.2:
menggunakan
larutan
13
Sumber arus DC 6 volt
larutan tembaga(II)sulfat elektroda platina elektroda tembaga Gambar II. 2 Diagram elektrolisis larutan CuSO416 Reaksi-reaksi yang terjadi pada elektroda-elektroda dalam elektrolisis seperti gambar di atas adalah: Di katoda : Cu2+(aq) + 2e Di anoda : 2H2O(l)
Cu(s) 4H+(aq) + O2(g) + 4e
II.7 Perak dan Perak Nitrat
(1) Perak Perak dapat ditemukan dalam bentuk unsur bebas dan juga sebagai senyawa perak(I) sulfida, Ag2S. Dalam jumlah signifikan perak juga diperoleh dari proses ekstraksi timbal dari bijihnya dan juga dari proses elektrolisis pemurnian tembaga13. Perak sebagai logam murni diperoleh dari elektrolisis menggunakan elektrolit perak nitrat. Perak tersedia dalam banyak bentuk, yaitu kristal, kawat, serpihan, foil granula, jarum, serbuk, tabung, lubang, batang, dan sebagainya. Perak termasuk logam yang agak jarang dan mahal, sekalipun tidak semahal logam emas. Perak murni berupa logam putih brilian, memiliki daya hantar panas dan listrik terbaik dari
14
semua jenis logam. Perak stabil di udara dan dalam air murni, tetapi akan menjadi ternoda diletakkan di tempat yang mengandung ozon, H2S atau udara yang mengandung belerang.
(2) Perak Nitrat Perak nitrat dengan rumus AgNO3 merupakan senyawa komersial dan juga penting sebagai pereaksi di laboratorium, yaitu untuk pengendapan bagi anion yang sukar larut sebagai senyawa garam perak17. Sebagian besar senyawa perak lain merupakan turunan dari perak nitrat. Senyawa perak juga digunakan untuk electroplating dalam industri baterai, kimia farmasi dan juga sebagai katalis. Nitrat dari perak ini dapat digunakan untuk prekursor beberapa senyawa perak seperti yang digunakan untuk fotografi, meskipun garam ini sangat kurang sensitif dibanding garam halidanya. Perak nitrat dapat menimbulkan noda hitam pada kulit seperti tahi lalat untuk sementara, dan akan hilang sekitar 1,5 minggu. Karena itu perak nitrat dapat digunakan untuk membuat tato sementara.
(3) Elektrolisis Larutan AgNO3 Larutan perak nitrat mengandung ion perak dan ion nitrat. Perak adalah logam yang kurang reaktif, maka pada elektrolisis larutan perak nitrat akan dihasilkan endapan perak di katoda, dengan reaksi: Ag+(ag) + e → Ag(s) Jika anoda menggunakan elektroda inert seperti platina, ada 2 kemungkinan reaksi oksidasi yang akan terjadi di anoda, yaitu ion hidroksida menjadi gas oksigen dan/atau perak(I) menjadi perak(III)16. Reaksinya: 4OH-(aq) → 2H2O(l) + O2(g) + 4e Ag+(aq) → Ag3+(aq) + 2e
15
II.8 Penentuan Jumlah Logam yang Diendapkan Untuk menentukan logam yang diendapkan di katoda pada elektrolisis, dapat dilakukan dengan dua cara: Pertama, menimbang menggunakan neraca analitis. Sebelum digunakan, katoda ditimbang dan setelah elektrolisis juga ditimbang. Selisih massa katoda adalah massa logam yang diendapkan. Kedua, dengan titrasi. Analisis endapan tembaga dapat dilakukan dengan titrasi pembentukan kompleks. Sedangkan endapan perak pada katoda dapat dibandingkan dengan endapan perak yang ditentukan dari titrasi pengendapan perak, salah satunya dengan metode Mohr. (1) Titrasi Pembentukan Kompleks Titrasi ini didasarkan pada sifat beberapa unsur logam yang dapat membentuk kompleks stabil dan mengendap dengan zat-zat pengompleks tertentu. Salah satu zat pengompleks yang digunakan luas dalam analisis adalah etilendiamin tetra asetat (EDTA), yang memiliki rumus struktur seperti gambar II.3 (a):
(a)
(b)
Gambar II. 3 Struktur EDTA (a) dan struktur umum kompleks logam-EDTA (b)18 Sebagai ligan multidentat, EDTA akan membentuk kompleks logam-logam yang stabil dengan perbandingan mol 1 : 1.
EDTA sebagai pengompleks akan
16
membentuk senyawa kompleks yang stabil dengan logam-logam dengan rumus umum seperti gambar II.3 (b). a. Indikator titrasi Untuk pembentukan kompleks EDTA umum dengan perbandingan mol EDTA : mol logam = 1 : 1, penggunaan suatu indikator ion logam dalam titrasi dituliskan sebagai : M – In + EDTA
M-EDTA + In
Reaksi ini berlangsung jika kompleks indikator – logam, M-In, kurang stabil dibanding kompleks logam-EDTA, M-EDTA. M-In berdisosiasi sampai tingkat yang terbatas, dan selama titrasi, ion logam bebasnya berangsur dikomplekskan oleh EDTA, sampai akhirnya logam tadi dipindahkan dari kompleks M-In dengan meninggalkan indikator logam dapat dinyatakan dengan tetapan pembentukan, KIn7: K In =
[M - In ] [M ]. [In ]
Perubahan warna dipengaruhi oleh konsentrasi ion-hidrogen dari larutan. Misalnya indikator Eriokhrom Black T (EBT) yang ditulis sebagai H2In-, akan memperlihatkan perilaku asam-basa dalam kesetimbangan berikut: pH 5,3 - 7,3 pH 10,5 -12,5 H 2 In - ←⎯ ⎯⎯→ HIn 2- ←⎯ ⎯⎯ ⎯→ In 3-
merah
biru
kuning-jingga
b. Pembakuan EDTA Untuk membakukan larutan EDTA yang digunakan untuk menitrasi larutan logam, maka larutan EDTA harus dibakukan lebih dulu dengan logam Mg2+, dalam larutan MgSO4. Pada proses pembakuan
ini digunakan indikator
Eriokhrom Black T (EBT), dengan menjaga pH tetap yaitu 10 menggunakan buffer pH 10. Titik akhir titrasi terjadi setelah terjadi perubahan warna dari ungu menjadi biru. Karena perbandingan mol EDTA dan logam Mg = 1 : 1, maka konsentrasi larutan EDTA dapat dihitungan dengan persamaan: MEDTA x VEDTA = MMg x VMg
(5)
17
Untuk menentukan konsentrasi larutan CuSO4 digunakan indikator murexid/NaCl dan dititrasi dengan larutan EDTA yang sudah dibakukan dengan larutan Mg2+. Titik akhir titrasi dicapai dengan cara mengamati perubahan warna dari biru menjadi ungu – pink. Dengan menggunakan prinsip sama dengan pembakuan larutan EDTA oleh Mg2+ di atas, maka konsentrasi Cu dalam larutan CuSO4 ditentukan dengan persamaan: MEDTA x VEDTA = MCu x VCu
(6)
(2) Titrasi Pengendapan Perak Pada titrasi pengendapan, hal utama yang perlu dilakukan adalah menentukan indikator yang sesuai. Dalam titrasi yang melibatkan garam perak, terdapat tiga indikator yang telah digunakan sejak lama19. Metode Mohr menggunakan ion kromat, CrO42- sebagai indikator yang digunakan untuk mengendapkan Ag2CrO4 yang berwarna coklat. Metode Volhard menggunakan indikator ion Fe3+ guna membentuk
kompleks
berwarna
dengan
ion
tiosianat.
Metode
Fajans
memanfaatkan indikator-indikator adsorbsi. Titrasi pengendapan perak dengan metode Mohr: Pada titrasi ini digunakan ion CrO42- sebagai indikator. Seperti sistem asam basa, pembentukan endapan lain dapat digunakan untuk menyatakan lengkapnya suatu titrasi pengendapan. Pada titrasi Mohr, pengendapan ion perak dan ion klorida digunakan ion kromat sebagai indikator karena akan muncul endapan yang warnanya merah permanen dari ion perak dan kromat sebagai titik akhir titrasi. Tentu saja pengendapan indikator itu terjadi pada atau di dekat titik ekivalen titrasi itu. Perak kromat lebih dapat larut daripada perak klorida. Jika ion perak ditambahkan ke dalam suatu larutan yang mengandung ion klorida dengan konsentrasi tinggi dan ion kromat dengan konsentrasi rendah, maka perak klorida akan mengendap lebih dulu dan
perak kromat baru akan terbentuk jika
konsentrasi ion perak meningkat cukup tinggi, sehingga Ksp perak kromat akan terlampaui19. Lazimnya digunakan konsentrasi ion kromat antara 0,005 M sampai 0,01 M, karena jika digunakan konsentrasi kromat lebih tinggi, akan sukar
18
diterapkan dalam praktek, karena warna kuning ion kromat akan menimbulkan kesulitan dalam mengamati terbentuknya endapan yang berwarna. Titrasi Mohr terbatas untuk larutan dengan nilai pH antara 6 – 10. Dalam larutan yang lebih basa, perak oksida akan mengendap. Dalam larutan asam konsentrasi ion kromat akan sangat dikurangi, karena HCrO4- hanya terionisasi sedikit sekali. Disamping itu, hidrogen kromat berada dalam kesetimbangan dengan dikromat : 2H+ + 2CrO42–
2HCrO4–
Cr2O72– + H2O
Mengecilnya konsentrasi ion kromat akan menyebabkan perlunya menambah ion perak dengan sangat berlebih untuk mengendapkan perak kromat, akibatnya menimbulkan galat yang besar. Pada umumnya garam dikromat cukup dapat larut.
II.9 Metode Eksperimen pada Pembelajaran Kimia Belajar adalah usaha sadar yang dilakukan secara sistematis dan ditandai dengan adanya perubahan tingkah laku. Menurut Croncbach3 belajar ditunjukkan dari perubahan tingkah laku sebagai hasil dari pengalaman. Sebaik-baiknya belajar adalah dengan mengalami, dan dengan mengalami itu si pelajar menggunakan pancainderanya. Senada dengan pendapat ini adalah pendapat Harold Spears3, “belajar adalah observasi, membaca, menirukan, mencoba sendiri sesuatu, mendengar, mengikuti arahan”. Masih sependapat dengan Cronbach, McGeoh3 mengatakan bahwa “belajar adalah perubahan kinerja sebagai hasil dari latihan”. Pembelajaran kimia di sekolah menengah (SMP atau SMA) dapat dilakukan dengan banyak metode, sesuai dengan karakteristik kompetensi dasar atau konsep kimia yang diajarkan, ketersediaan sarana dan media pembelajaran di sekolah dan juga alokasi waktu belajar yang tersedia. Salah satu cara pembelajaran kimia dapat dilakukan dengan eksperimen atau pendekatan eksperimen (laboratory based learning). Pendekatan eksperimen didefinisikan oleh R.L Gilstarp & W.R Martin dalam Hamalik20, “prosedur pembelajaran dengan suatu kursus, efek, alam atau sifat-
19
sifat suatu fenomena, termasuk sosial, psikis atau fisik yang ditentukan dengan pengalaman atau eksperimen, di bawah kondisi yang dikendalikan”. Sementara itu, McKeachie21, mengatakan bahwa pembelajaran berbasis laboratorium mengasumsikan bahwa pengalaman pertama dan manipulasi materi sains merupakan metode paling unggul dibanding metode lain dalam mengembangkan pemahaman dan apresiasi. Latihan laboratorium juga sering digunakan untuk mengembangkan keterampilan lebih untuk penelitian. Mengapa menggunakan pendekatan eksperimen? Pembelajaran sains di laboratorium akan memberi pengalaman yang banyak ketika mereka belajar di perguruan tinggi maupun terjun ke masyarakat, khususnya pengalaman cara memecahkan masalah berkaitan dengan sains. Agar pembelajaran dengan metode eksperimen efektif, para siswa mesti memahami benar bukan saja bagaimana melakukan eksperimen di laboratorium tetapi juga tujuan melakukan kegiatan, konsep terkait dengan eksperimen serta hubungan konsep atau proses yang terjadi. Shulman dan Tamir21, menuliskan ada lima tujuan pembelajaran dengan pendekatan laboratorium, yaitu: (1) Melatih keterampilan, seperti manipulasi kondisi, penemuan, investigasi, mengorganisasi dan mengkomunikasikan konsep, (2) Konsep, misalnya menemukan contoh, hipotesis, model teori, kategori taksonomi (3) Kemampuan kognitif, yaitu berpikir kritis, pemecahan masalah, penerapan, analisis dan sintesis, (4) Memahami ilmu alam, seperti ilmuwan dan bagimana mereka kerja, metoda ilmiah, (5) Sikap, misalnya rasa ingin tahu, ketertarikan, pengambilan resiko, obyektifitas, presisi, percaya diri, kepuasan, tanggung jawab, kerjasama, dan konsensus. Pendekatan eksperimen dalam pembelajaran dilatarbelakangi oleh filsafat pendidikan bahwa pendidikan harus berlangsung dengan cara berbuat sebagai
20
pengganti kata-kata. Metode belajar harus bersifat analitis, obyek-obyek nyata, dan prakarsa atau ide-ide harus mendahului simbol-simbol dan kata-kata. Di Amerika, pandangan filsafat ini telah berkembang pesat dan diterapkan dalam pendidikan pada berbagai bidang. Para guru melaksanakan ide pendekatan ini yang disebut “Metode Eksperimen”. Dalam melaksanakan metode ini, guru melaksanakan: (1) Memperkenalkan beberapa bentuk realita ke dalam pelajaran, misalnya pertunjukan (exhibisi, model, produk, dsb). (2) Merencanakan secara teliti serangkaian pengajaran langsung yang sama dengan manual laboratori bagi kegiatan-kegiatan siswa guna memecahkan masalah di bawah bimbingan guru.
