BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian Pada bagian ini dilakukan analisis dan kajian lebih lanjut terhadap data yang telah diperoleh. Dari berbagai gejala yang muncul selama proses analisis, ditemukan karakteristik dari data yang diteliti yang mengacu kepada tujuan penelitian. Untuk dapat menemukan kesimpulan yang relevan dengan tujuan penelitian, maka hasil penelitian ini dibagi ke dalam tiga bagian, yaitu struktur data, analisis data, dan temuan penelitian. 1. Struktur Data Seperti yang telah diungkapkan sebelumnya, data pada penelitian ini berasal dari dokumen soal-soal kimia Cambridge International Examination (CIE) level International General Certificate of Secondary Education (IGCSE) tahun 2003 sampai 2007 pokok bahasan termokimia. Langkah pertama yang dilakukan setelah data terkumpul adalah menerjemahkan butir soal ke dalam bahasa Indonesia untuk kemudian divalidasi. Dari butir soal tervalidasi kemudian dibuat kunci jawaban soal. Selanjutnya dilakukan pengelompokkan berdasarkan taksonomi Bloom dua dimensi yaitu dari domain kognitif dan domain pengetahuan yang terkandung dalam setiap butir soal tersebut. Pengelompokkan ini didasarkan pada kata yang digunakan sebagai instruksi pada soal dan langkah-langkah atau tahapan
29
30
yang digunakan untuk menyelesaikan soal tersebut. Hasil analisis kemudian dirinci ke dalam format yang ditunjukkan pada Tabel 3.3. (hal 28). 2. Analisis Data Setelah data dikumpulkan, selanjutnya dilakukan analisis terhadap masingmasing butir soal. Langkah analisis pada masing-masing butir soal ini dimaksudkan untuk mengetahui lebih jauh mengenai komponen-komponen yang terkandung dalam setiap butir soal agar dapat dibuat generalisasi jika terdapat kesamaan fenomena yang dikaji dari tiap butir soal.
2.1.Analisis Butir Soal Pilihan Ganda No. 1 (soal IGCSE tahun 2004) Manakah proses yang endoterm? A. Menambahkan air ke dalam tembaga(II) sulfat anhidrat B. Membakar magnesium untuk membuat oksidanya C. Memanaskan air untuk membuat uap D. Menetralkan keasaman dari limbah industri Pada butir soal ini, siswa harus terlebih dahulu memahami konsep tentang reaksi
endoterm
dari
segi
definisi
dan
gejala
yang
menandakan
berlangsungnya reaksi secara endoterm, kemudian diberikan beberapa contoh proses yang akan mengakibatkan perubahan materi, pemahaman siswa tentang konsep tersebut kemudian digunakan untuk memilih mana proses yang berlangsung secara endoterm dan yang bukan. Butir soal ini dikelompokkan pada domain kognitif analisis (C4) untuk pengetahuan yang bersifat konseptual.
31
2.2. Analisis Butir Soal Pilihan Ganda No. 2 (soal IGCSE tahun 2004) Tabel berikut membandingkan kekuatan ikatan untuk reaksi di bawah ini. X2 + Y2 2XY Manakah reaksi yang paling eksoterm? Ikatan dalam X2
Ikatan dalam Y2
Ikatan dalam XY
A
kuat
kuat
kuat
B
kuat
kuat
lemah
C
lemah
lemah
kuat
D
lemah
lemah
lemah
Pada butir soal ini, siswa terlebih dahulu harus memahami konsep kekuatan ikatan dan pengaruhnya terhadap energi ikat. Semakin kuat suatu ikatan, energi pemutusannya semakin besar begitu pula sebaliknya, semakin mudah suatu ikatan terbentuk, berarti semakin kecil energi pembentukannya. Reaksi bersifat eksoterm jika total energi pembentukan lebih besar daripada total energi pemutusan. Konsep-konsep tersebut digunakan untuk menentukan perubahan entalpi reaksi yang menghasilkan harga yang menunjukkan bahwa reaksi tersebut bersifat paling eksoterm. Oleh karena itu butir soal ini dikelompokkan pada domain kognitif analisis (C4) untuk pengetahuan yang bersifat konseptual.
32
2.3. Analisis Butir Soal Pilihan Ganda No. 3 (soal IGCSE tahun 2004) Pada proses manakah terjadi perubahan secara endoterm? A. pembakaran B. penguapan C. penyaringan D. penetralan Pada butir soal ini, siswa harus terlebih dahulu memahami konsep tentang reaksi
endoterm
dari
segi
definisi
dan
gejala
yang
menandakan
berlangsungnya reaksi secara endoterm, kemudian diberikan beberapa contoh proses yang sering dilakukan dalam kehidupan sehari-hari. Dalam butir soal ini diperlukan ingatan siswa untuk membedakan proses yang berlangsung secara endoterm dan yang bukan, oleh karena itu butir soal ini dikelompokkan pada domain kognitif analisis (C4) untuk pengetahuan yang bersifat konseptual. 2.4. Analisis Butir Soal Pilihan Ganda No. 4 (soal IGCSE tahun 2005) Reaksi antara larutan P dan larutan Q adalah eksoterm. Seorang siswa mencoba menguji pernyataan ini dengan mencampurkan dua larutan dengan volume yang sama dan mengukur perubahan suhunya. Dua peralatan manakah yang seharusnya digunakan oleh siswa tersebut? A. neraca dan jam tangan B. neraca dan termometer C. pipet dan jam tangan D. pipet dan termometer
33
Pada butir soal ini, siswa diminta untuk menentukan peralatan mana yang cocok untuk digunakan pada suatu percobaan. Sebelumnya siswa harus mempunyai kemampuan untuk menganalisis dengan menguraikan suatu percobaan penentuan kalor reaksi. Setelah dapat diuraikan tahapan percobaannya, baru kemudian siswa dapat menentukan alat yang diperlukan untuk tiap tahapan percobaan tersebut. Oleh karena itu butir soal ini dikelompokkan pada domain kognitif analisis (C4) untuk pengetahuan yang bersifat prosedural. 2.5. Analisis Butir Soal Pilihan Ganda No. 5 (soal IGCSE tahun 2005) Proses manakah yang bersifat endoterm? A. pembakaran hidrogen dari air B. kondensasi uap menjadi air C. pelelehan es membentuk air D. reaksi natrium dengan air Pada butir soal ini, siswa harus terlebih dahulu memahami konsep tentang reaksi
endoterm
dari
segi
definisi
dan
gejala
yang
menandakan
berlangsungnya reaksi secara endoterm. Kemudian diberikan beberapa contoh proses yang melibatkan air baik sebagai reaktan maupun sebagai produk, pemahaman siswa tentang konsep tersebut kemudian digunakan untuk membedakan proses yang berlangsung secara endoterm dan yang bukan. Oleh karena itu butir soal ini dikelompokkan pada domain kognitif analisis (C4) untuk pengetahuan yang bersifat konseptual.
34
2.6. Analisis Butir Soal Pilihan Ganda No. 6 (soal IGCSE tahun 2005) Unsur-unsur 2H dan 235U digunakan sebagai bahan bakar. Dalam proses ini, reaksi yang terjadi adalah …..1…. dan ….2….. dioksidasi. 1
2
A
endoterm
kedua unsur tersebut
B
endoterm
hanya hidrogen
C
eksoterm
kedua unsur tersebut
D
eksoterm
hanya hidrogen
Pada butir soal ini, siswa terlebih dahulu harus mengetahui reaksi yang terjadi pada penggunaan kedua zat tersebut sebagai bahan bakar. Setelah diketahui persamaan reaksinya, kemudian dilakukan analisis mengenai jenis reaksinya. Selanjutnya siswa dapat menentukan ada atau tidaknya perbedaan dari jenis reaksi dan energi yang terlibat dalam proses penggunaan kedua bahan bakar tersebut. Oleh karena itu butir soal ini dikelompokkan pada domain kognitif analisis (C4) untuk pengetahuan yang bersifat prosedural. 2.7. Analisis Butir Soal Pilihan Ganda No. 7 (soal IGCSE tahun 2007) Gambar berikut menunjukkan sebatang korek api.
Dengan menggesekkan kepala korek pada kotak korek api, reaksi kimia terjadi. Pernyataan mana yang tepat tentang reaksi kimia?
35
Jenis reaksi Alasan A
Endoterm
Karena energi digunakan untuk menyalakan korek api
B
Endoterm
Karena energi dilepaskan sebagai api pada korek
C
Eksoterm
Karena energi digunakan untuk menyalakan korek api
D
Eksoterm
Karena energi dilepaskan sebagai api pada korek
Pada butir soal ini, siswa telah memiliki pemahaman tentang konsep jenis reaksi berdasarkan pelepasan atau penyerapan energi yang dibedakan atas reaksi eksoterm yang melepaskan energi dan reaksi endoterm yang menyerap atau membutuhkan energi. Selanjutnya ditemukan salah satu contoh proses pada saat menyalakan korek api. Pada proses ini pemahaman siswa terhadap konsep tersebut diuji untuk menentukan jenis reaksi yang terjadi serta alasan mengapa proses ini dikelompokkan pada jenis reaksi tersebut. Oleh karena itu butir soal ini dikelompokkan pada domain kognitif pemahaman (C2) untuk pengetahuan yang bersifat konseptual. 2.8.
Analisis Butir Soal Pilihan Ganda No. 8 (soal IGCSE tahun 2007)
Manakah proses yang bukan eksoterm? A. Pembakaran bahan bakar B. Pengambilan kapur dari batu kapur C. Peluruhan radioaktif dari 235U D. Reaksi hidrogen dengan oksigen Pada butir soal ini, siswa harus terlebih dahulu memahami konsep tentang reaksi
eksoterm
dari
segi
definisi
dan
gejala
yang
menandakan
36
berlangsungnya reaksi secara eksoterm, kemudian diberikan beberapa contoh peristiwa dalam kehidupan sehari-hari. Pemahaman siswa tentang konsep tersebut digunakan untuk membedakan proses yang berlangsung secara eksoterm dan yang bukan, oleh karena itu butir soal ini dikelompokkan pada domain kognitif analisis (C4) untuk pengetahuan yang bersifat konseptual.
2.9. Analisis Butir Soal Uraian No. 1 (soal IGCSE tahun 2003) Wujud dari materi terdiri dari padat, cair, dan gas. Diagram berikut menunjukkan bagaimana molekul tersusun dalam tiga wujud tersebut.
(a) Nyatakan nama yang diberikan untuk perubahan materi yang diberi label A, B, dan C. (i) A…………………………………… (ii) B…………………………………… (iii) C…………………………………… (b) Pernyataan manakah di bawah ini yang merupakan gambaran paling tepat mengenai perpindahan molekul dalam wujud padat? -
Molekul tidak berpindah dari satu tempat ke tempat lain
-
Molekul saling menggeser secara beruntun satu sama lain (pergeseran satu molekul menggeser molekul lainnya).
37
-
Molekul berpindah dengan bebas.
(c) Perubahan manakah di antara A, B, dan C yang bersifat endoterm? Jelaskan jawaban anda. Pada butir soal ini, untuk poin (a) diperlukan kemampuan untuk mengingat (C1) jenis-jenis perubahan fasa yang merupakan salah satu elemen dasar dalam mempelajari tentang materi (pengetahuan faktual). Pada poin (b), diperlukan pemahaman (C2) tentang pergerakan molekul pada kondisi rapat, renggang dan bebas (pengetahuan konseptual). Pada poin (c) diperlukan pemahaman (C2) mengenai konsep keterlibatan energi pada masing-masing perubahan fasa tersebut (pengetahuan konseptual). 2.10. Analisis Butir Soal Uraian No. 2 (soal IGCSE tahun 2003) Tiga unsur pertama periode 6 dari tabel periodik unsur adalah sesium, barium, dan lantanium. (a) Berapa banyak kelebihan jumlah proton, elektron, dan neutron dalam satu atom lantanium dibandingkan dengan satu atom sesium. Gunakan tabel periodik unsur untuk membantu anda. Jumlah proton ………. Jumlah elektron ………. Jumlah neutron ………. (b) Ketiga logam pada poin (a) tersebut dapat diperoleh dengan jalan elektrolisis lelehan senyawa halida. Elektrolisis larutan senyawa halida tidak menghasilkan logam tersebut.
38
(i) Lengkapi persamaan untuk reaksi reduksi ion lantanium di elektroda negatif (katoda). La3+ + ….. ….. (ii) Beri nama tiga produk yang dihasilkan dari elektrolisis larutan sesium bromida. (c) Ketiga logam pada poin (a) tersebut bereaksi dengan air dingin. Lengkapi persamaan reaksi di bawah ini dengan menggunakan kata-kata: Logam + air ….. + ….. (d) Barium klorida adalah senyawa ion. Gambarlah sebuah diagram yang menunjukkan rumus molekul senyawa, muatan ion-ionnya, dan berikan susunan dari elektron valensi di sekeliling ion negatif. Distribusi elektron atom barium dimulai dari kulit K adalah 2.8.18.18.8.2 Gunakan X untuk mewakili satu elektron dari atom barium. Gunakan O untuk mewakili satu elektron dari atom klorin. (e) Reaksi logam barium dengan oksigen adalah eksoterm, menurut persamaan reaksi:
2Ba(s) + O2(g) 2BaO(s)
(i) Berikan sebuah contoh pembentukan ikatan dalam reaksi tersebut (ii) Jelaskan dengan menggunakan konsep pemutusan dan
pembentukan
ikatan, mengapa reaksi tersebut bersifat eksoterm. Pada butir soal ini juga mencakup beberapa domain kognitif dan jenis pengetahuan. Pada poin (a), dilakukan penerapan (C3) terhadap konsep penentuan jumlah elektron, proton, dan neutron dilihat dari nomor atom dan nomor massa (pengetahuan konseptual). Pada poin (b) (i) diperlukan
39
pemahaman (C2) mengenai persamaan reaksi khususnya untuk reaksi reduksi dan oksidasi (pengetahuan konseptual). Jawaban poin (b) (ii) diperoleh dengan terlebih dahulu menganalisis (C4) proses elektrolisis pada larutan sesium bromida untuk kemudian diperoleh produk dari reaksi di katoda serta reaksi di anoda (pengetahuan prosedural). Pada poin (c) diperlukan pemahaman (C2) mengenai konsep produk yang dihasilkan jika suatu logam direaksikan dengan air (pengetahuan konseptual). Pada poin (d) dilakukan penerapan (C3) terhadap konsep elektron valensi pada tabel periodik unsur agar dapat menggambarkan susunan elektron pada masing-masing unsur pembentuk senyawanya (pengetahuan prosedural). Pada poin (e) (i) diperlukan pemahaman (C2) mengenai jenis-jenis ikatan dalam suatu senyawa (pengetahuan konseptual), sedangkan pada poin (e) (ii) dilakukan penerapan (C3) konsep pemutusan dan pembentukan ikatan untuk menjelaskan konsep reaksi eksoterm (pengetahuan konseptual). 2.11. Analisis Butir Soal Uraian No. 3 (soal IGCSE tahun 2004) Heksana adalah hidrokarbon berwujud cair. Sebuah percobaan digunakan untuk mengukur jumlah energi panas yang dilepaskan pada pembakaran heksana. Massa air
100 g
Suhu awal air
18°C
Suhu akhir air
58°C
Massa heksana yang dibakar
0,43 g
40
Kalor yang dilepaskan dalam kJ = massa air (g) x kenaikan suhu (°C) x 4,2 J/g°C x 10-3 a. Gunakan persamaan berikut untuk menghitung kalor yang dilepaskan (dalam kJ) ketika 0,43 g heksana dibakar di udara. b. Hitung massa molekul (satu mol) heksana (C6H14). Massa atom relatif C = 12, H = 1. c. Berapa harga mol dari 0,43 gram heksana? d. Hitung jumlah kalor yang dilepaskan jika satu mol heksana dibakar di udara (dalam kJ/mol) e. Nilai akurat dari kalor yang dilepaskan adalah 4194,7 kJ/mol. Berikan tiga alasan mengapa hasil perhitungan lebih kecil dari nilai tersebut.
Pada butir soal ini, poin (a), (b), (c), dan (d) jawaban pertanyaannya merupakan penggunaan rumus dalam stoikiometri dasar maupun dalam stoikiometri kimia, sehingga terdapat empat kali domain penerapan (C3) yang menggambarkan pengetahuan yang bersifat prosedural, kecuali untuk poin (e) yang melibatkan tahapan percobaan yang penentuan jenis reaksi dari pencampuran dua jenis zat untuk selanjutnya dilakukan analisis (C4) pengetahuan prosedural terhadap kemungkinan terjadinya kelalaian atau kekurangtelitian saat melakukan percobaan yang mengakibatkan harga perubahan entalpi yang diperoleh tidak sama persis dengan yang seharusnya.
41
2.12. Analisis Butir Soal Uraian No. 4 (soal IGCSE tahun 2005) Gas hidrogen dan bromida bereaksi membentuk hidrogen bromida: H2(g) + Br2(g) 2HBr(g) Ketika reaksi terjadi, ikatan kimia pada reaktan terputus dan ikatan baru dari produk terbentuk. Ketika sebuah ikatan kimia terbentuk; energi dilepaskan; peristiwa ini diwakili oleh tanda negatif ( -). a. Tulis kembali dan lengkapi data berikut dengan tanda dan harga energi yang belum diketahui. Energi pemutusan H-H = +436 kJ Energi pemutusan Br-Br = …190 kJ Energi pembentukan H-Br = …366 kJ Energi pembentukan 2H-Br = ……kJ b. Hitung perubahan energi keseluruhan untuk reaksi tersebut. c. Apakah keseluruhan reaksi eksoterm atau endoterm? Pada butir soal ini, untuk poin (a) diperlukan pemahaman (C2) mengenai karakteristik reaksi eksoterm (pengetahuan konseptual). Pada poin (b) dilakukan penerapan (C3) untuk menghitung total perubahan entalpi dilihat dari data energi ikat (pengetahuan prosedural). Pada poin (c) diambil simpulan singkat (C2) mengenai jenis reaksi dilihat dari data perubahan entalpi hasil perhitungan (pengetahuan konseptual).
42
2.13. Analisis Butir Soal Uraian No. 5 (soal IGCSE tahun 2005) Pada tahun 1909, Haber menemukan bahwa nitrogen dan hidrogen akan bereaksi membentuk ammonia. Kemurnian amonia adalah 8%.
Katalis platina Suhu 600°C Tekanan 200 atm (a) Deskripsikan bagaimana hidrogen diperoleh dalam proses yang modern. (b) (i) Apa katalis yang digunakan dalam proses yang modern? (ii) Jelaskan mengapa dalam proses modern, yang menggunakan suhu lebih rendah, diperoleh kemurnian yang lebih tinggi yaitu 15%. (c) (i)Lengkapi poin a, b, c, dan d pada tabel berikut yang menggambarkan pemutusan dan pembentukan ikatan dalam reaksi antara nitrogen dan hidrogen membentuk amonia. Ikatan 1 mol N ≡ N
Perubahan energi /kJ
Eksoterm atau endoterm
+945
b……………
+1308
c….…...........
-2328
d…………….
diputuskan 3 mol a….. … diputuskan 6 mol N – H dibentuk (d) Jelaskan, menggunakan data tersebut, mengapa reaksi bersifat eksoterm.
43
Pada butir soal ini, untuk menjawab poin (a) diperlukan ingatan (C1) mengenai beberapa cara memperoleh hidrogen (pengetahuan faktual). Pada poin (b) (i) diperlukan ingatan (C1) mengenai jenis katalis pada produksi hidrogen dengan proses modern (pengetahuan faktual). Pada poin (b) (ii) dilkukan penerapan (C3) terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan dikaitkan dengan kondisi reaksi yang eksoterm (pengetahuan konseptual). Pada poin (c) (i), untuk dapat melengkapi tabel tersebut diperlukan pemahaman (C2) mengenai hubungan koefisien pada persamaan reaksi dengan jumlah mol, selain itu diperlukan juga pemahaman tentang
karakteristik
reaksi
yang
bersifat
endoterm
dan
eksoterm
(pengetahuan konseptual). Pada poin (c) (ii) diperlukan pemahaman (C2) mengenai
karakteristik
reaksi
eksoterm
dengan
menggunakan
data
(pengetahuan konseptual). 2.14. Analisis Butir Soal Uraian No. 6 (soal IGCSE tahun 2006) Seorang siswa melakukan serangkaian percobaan untuk menyelidiki reaksi antara asam klorida dengan dua basa yang berbeda, larutan natrium hidroksida dan larutan amonia. Percobaan 1 Sebanyak 25,0 mL larutan natrium hidroksida dan beberapa tetes indikator ditempatkan dalam sebuah labu. Asam klorida ditempatkan pada buret, larutan di dalam labu dititrasi hingga indikator berubah warna. a. Catat skala buret terbaca dari diagram berikut.
44
Skala buret mula-mula (mL)
Skala buret akhir (mL)
Percobaan 2 Percobaan 1 diulang dengan menggunakan larutan amonia sebagai pengganti larutan natrium hidroksida. b. Catat skala buret terbaca dari diagram berikut. Skala buret mula-mula (mL)
Skala buret akhir (mL)
Percobaan 3 Sebanyak 100 mL asam larutan asam klorida ditepatkan dalam wadah polistirena dan suhu asam diukur. Kemudian, sebanyak 100 mL larutan natrium hidroksida ditambahkan ke dalam wadah lalu campuran tersebut diaduk. Suhu maksimum yang dicapai kemudian diukur. c. Catat suhu dari diagram berikut.
45
Suhu asam mula-mula (°C) Suhu maksimum campuran (°C)
Percobaan 4 Percobaan 3 diulang dengan menggunakan larutan amonia sebagai pengganti larutan natrium hidroksida. d. Catat suhu dari diagram berikut. Suhu asam mula-mula (°C) Suhu maksimum campuran (°C)
e. Beri nama indikator yang tepat yang dapat digunakan pada percobaan 1. (ii) Apa perubahan warna yang diharapkan jika indikator tersebut digunakan? f. Berapa volum asam klorida yang dibutuhkan untuk bereaksi dengan (i) 25,0 mL larutan natrum hidroksida? (ii) 25,0 mL larutan ammonia?
46
g. Jelaskan mengapa volum asam klorida yang dibutuhkan pada poin (f) tidak sama. h. Berapa perubahan suhu yang terjadi pada (i) percobaan 3? i. (i)
ii) percobaan 4?
Apa jenis reaksi yang terjadi antara asam
klorida dengan kedua
basa tersebut? (ii)
Berikan alasan mengapa wadah polistirena disarankan untuk
digunakan daripada wadah logam. j. Perkirakan
perubahan
suhu
jika percobaan
4
diulang dengan
menggunakan larutan yang memiliki konsentrasi dua kali lipat dari sebelumnya. Butir soal ini juga mencakup beberapa domain kognitif dan jenis pengetahuan. Pada poin (a), (b), (c), dan (d) diperlukan pemahaman (C2) mengenai cara membaca skala buret (pengetahuan prosedural). Pada poin (e) diperlukan ingatan (C1) mengenai beberapa jenis indikator asam-basa beserta perubahan warnanya (pengetahuan faktual). Pada poin (f), dilakukan penerapan (C3) cara menentukan volum terpakai dari skala mula-mula dan skala akhir yang ditunjukkan oleh buret (pengetahuan prosedural). Pada poin (g), dilakukan analisis (C4) terhadap perbedaan karakteristik kedua basa yang digunakan sehingga diperlukan sejumlah asam yang berbeda untuk menetralkan keduanya (pengetahuan konseptual). Pada poin (h), dilakukan penerapan (C3) cara penentuan selisih suhu dilihat dari skala awal dan akhir yang ditunjukkan oleh termometer (pengetahuan prosedural). Pada poin (i)
47
(i) diperlukan ingatan (C1) mengenai jenis-jenis reaksi dilihat dari reaktannya (pengetahuan faktual). Pada poin (i) (ii), dilakukan analisis (C4) mengenai sifat kimia dan fisika dari asam untuk menjelaskan alasan penggunaan wadah logam tidak disarankan dalam percobaan (pengetahuan konseptual). Pada poin (j), diperlukan pemahaman (C2) mengenai hubungan konsentrasi terhadap suhu dalam termokimia (pengetahuan konseptual). 2.15. Analisis Butir Soal Uraian No. 7 (soal IGCSE tahun 2007) Alkohol membentuk satu deret homolog. Empat deret yang pertama yaitu metanol, etanol, propanol, dan butanol. Salah satu karakteristik dari deret homolog ini adalah keberagaman sifat fisik yang dapat diprediksi. Tabel di bawah ini menunjukkan harga entalpi pembakaran untuk tiga deret pertama alkohol. Alkohol
Rumus molekul
Entalpi pembakaran (kJ/mol)
metanol
CH3OH
-730
etanol
CH3-CH2-OH
-1370
propanol CH3-CH2-CH2-OH butanol
(i)
-2020
CH3-CH2-CH2-CH2-OH
Tanda minus mengindikasikan pada tiga senyawa tersebut entalpi produk lebih kecil dari entalpi reaktan. Apa bentuk energi yang dilepaskan oleh reaksi?
(ii)
Apakah reaksi bersifat eksoterm atau endoterm?
(iii) Lengkapi persamaan reaksi untuk pembakaran sempurna dari etanol C2H5OH + O2 … …+… …
48
(iv) Tentukan harga entalpi pembakaran dari butanol dengan membuat plot dari harga entalpi pembakaran tiga deret pertama alkohol terhadap jumlah atom karbon per molekul.
Entalpi pembakaran butanol = … kJ/mol (v) Gambarkan dua karakteristik lain dari deret homolog. Butir soal ini mengandung beberapa aktivitas domain kognitif dan beberapa jenis pengetahuan. Pada poin (i) diperlukan kemampuan untuk mengingat (C1) jenis energi yang terlibat dalam reaksi yang merupakan elemen dasar dalam mempelajari termokimia (pengetahuan faktual). Pada poin (ii) diperlukan kemampuan untuk mengingat (C1) karakteristik dari
49
reaksi yang bersifat eksoterm atau endoterm. Konsep ini juga merupakan salah satu elemen dasar dalam mempelajari termokimia (pengetahuan faktual). Pada poin (iii) diperlukan kemampuan untuk memahami (C2) langkahlangkah dalam menyelesaikan persamaan reaksi (pengetahuan prosedural). Pada
poin
(iv)
diperlukan
kemampuan
untuk
mengintegrasikan/menerjemahkan (C4) tabel menjadi suatu grafik, tahap selanjutnya yaitu melakukan ekstrapolasi terhadap kurva untuk menentukan harga entalpi pembakaran butanol (pengetahuan prosedural). Pada poin (v) diperlukan ingatan (C1) mengenai karakteristik deret homolog yang merupakan elemen dasar dalam mempelajari senyawa karbon (pengetahuan faktual). 3. Temuan Penelitian Pada bagian sebelumnya telah dipaparkan mengenai dimensi kognitif dan pengetahuan yang dimiliki oleh masing-masing butir soal. Hasil analisis tersebut dapat disajikan dalam Tabel 4.1. berikut ini: Tabel 4.1. Rincian Analisis Domain Kognitif dan Domain Pengetahuan Soal-Soal Termokimia pada CIE level IGCSE Domain Pengetahuan Faktual
Domain kognitif Ingat -an
Pemahaman
Aplikasi
Analisis
8
Evaluasi
Kreatifi -tas
Total 8
Konseptual
11
3
7
21
Prosedural
6
8
4
18
17
11
11
47
Kreatifitas Total
8
50
Dari hasil analisis data pada Tabel 4.1., ditemukan bahwa berdasarkan domain kognitifnya, soal-soal kimia pokok bahasan termokimia pada CIE level IGCSE berada pada jenjang C1 sampai C4 dengan sebaran yang berimbang pada jenjang C2 dan C3, namun sedikit untuk jenjang C1 dan C4. Persentase dari masing-masing jenjang dari total butir soal dan poin-poinnya sebanyak 47 buah dituangkan dalam Tabel 4.2. berikut: Tabel 4.2. Persentase Domain Kognitif Soal-soal Termokimia CIE level IGCSE Domain Kognitif Ingatan (C1) Pemahaman (C2) Penerapan (C3) Analisis (C4) Evaluasi (C5) Kreatifitas (C6)
Jumlah 8 17 11 11 0 0
Persentase 17,02% 36,20% 23,39% 23,39% 0% 0%
Dari Tabel 4.2. tersebut dapat disajikan dalam diagram berikut ini:
Gambar 4.1. Diagram Komposisi Domain Kognitif Soal-Soal Termokimia Pada CIE Level IGCSE
51
Dari hasil analisis data berdasarkan domain pengetahuan, pada soal-soal termokimia CIE level IGCSE hanya ditemukan domain pengetahuan faktual, konseptul, dan prosedural. Domain pengetahuan faktual mempunyai frekuensi paling sedikit dibandingkan dengan dua domain pengetahuan lainnya yang memiliki frekuensi dengan selisih yang tidak terlalu jauh. Persentase dari masing-masing domain pengetahuan dari total butir soal dan poin-poinnya sebanyak 47 buah dituangkan dalam Tabel 4.3. berikut: Tabel 4.2. Persentase Domain Pengetahuan Soal-soal Termokimia CIE level IGCSE Domain Pengetahuan Faktual Konseptual Prosedural Metakognisi
Jumlah 8 21 18 0
Persentase 17% 44,70% 38,30% 0%
Dari Tabel 4.3. tersebut dapat disajikan dalam diagram berikut ini:
Gambar 4.2. Diagram Komposisi Domain Pengetahuan Soal-Soal Termokimia Pada CIE Level IGCSE
52
Berdasarkan rincian analisis dimensi kognitif dan pengetahuan pada Tabel 4.1., ditemukan bahwa pada soal-soal kimia pokok bahasan termokimia CIE level IGCSE, butir soal dengan domain kognitif pemahaman dan memiliki domain pengetahuan yang bersifat konseptual memiliki frekuensi terbanyak. Hasil rincian tersebut dimuat dalam Tabel 4.4. berikut: Tabel 4.4. Persentase Gabungan Domain Kognitif dan Pengetahuan Soal-soal Termokimia CIE level IGCSE Domain Kognitif dan Pengetahuan C1 dan faktual C2 dan konseptual C2 dan prosedural C3 dan konseptual C3 dan prosedural C4 dan konseptual C4 dan prosedural
Jumlah 8 11 6 3 8 7 4
Persentase 17% 23,40% 12,80% 6,38% 17% 14,90% 8,52%
Dari Tabel 4.4. tersebut dapat disajikan dalam diagram berikut ini:
Gambar 4.3. Diagram Komposisi Gabungan Dimensi Kognitif dan Pengetahuan Soal-Soal Termokimia Pada CIE Level IGCSE
53
B. Pembahasan Berdasarkan temuan penelitian, diketahui bahwa berdasarkan domain pengetahuannya, ditemukan bahwa komposisi domain pengetahuan pada soalsoal yang dianalisis tersebut bervariasi mulai dari pengetahuan faktual, konseptual, dan prosedural dengan persentase berturut-turut sebesar 17%; 44,7%; dan 38,3%. Sedangkan untuk komposisi domain kognitif pada soalsoal yang dianalisis tersebut bervariasi mulai dari ingatan (C1), pemahaman (C2), penerapan (C3), dan analisis (C4) dengan persentase masing-masing berturut-turut sebesar 17,02%; 36,2%; 23,39%; dan 23,39%. Dalam suatu hierarki domain kognitif, semakin tinggi jenjang kognitif maka semakin tinggi pula kemampuan berfikir yang diperlukan, begitu pula sebaliknya, semakin rendah jenjang kognitif maka semakin rendah pula kemampuan berfikir yang diperlukan. Dari pernyataan tersebut maka tiga jenjang pertama dari domain kognitif yaitu ingatan, pemahaman, dan penerapan, dapat dikelompokkan ke dalam kompetensi hasil belajar kognitif tingkat rendah (lower-order thinking), sedangkan tiga aspek berikutnya yaitu analisis, evaluasi, dan kreatifitas dapat dikelompokkan ke dalam aspek berfikir tingkat tinggi (higher-order thinking). Pada umumnya, soal-soal termokimia yang dikelompokkan ke dalam jenjang kemampuan kognitif tingkat rendah (C1 sampai C3) selalu berhubungan dengan pertanyaan-pertanyaan apa, mana, lengkapi, gambarkan, nyatakan, deskripsikan, dan berapa (hitung). Sementara itu, butir soal yang memiliki jenjang analisis seringkali berhubungan dengan kata mengapa.
54
Jenjang kognitif ingatan, memberi bukti bahwa siswa tidak lupa, baik dengan mengingat kembali ataupun dengan mengenali lagi beberapa gagasan atau fenomena. Dalam konsep termokimia, jenjang ingatan ini digunakan untuk menyimpan pengetahuan faktual tentang istilah-istilah diantaranya endoterm, eksoterm, energi ikat, dan beberapa zat yang biasa digunakan sebagai bahan bakar. Dengan demikian secara umum jenjang kognitif ingatan didominasi untuk pengetahuan yang bersifat faktual. Jenjang kognitif pemahaman, menuntut siswa untuk dapat menguraikan makna dari pesan pembelajaran dan mampu mengkomunikasikannya dalam bentuk lisan, tulisan, maupun grafik. Dalam pokok bahasan termokimia, siswa dituntut untuk memahami konsep endoterm dan eksoterm serta kaitannya dengan energi pemutusan dan pembentukan ikatan. Sesuai dengan muatan inti pada kurikulum Cambridge; “describe the meaning of exothermic and endothermic reaction” dengan materi pelengkapnya; “describe bond breaking as endothermic and bond forming as exothermic” Jenjang kognitif ini memiliki persentase terbesar dalam butir soal yang dianalisis. Hal ini terjadi karena konsep endoterm dan eksoterm merupakan elemen dasar dari pokok bahasan termokimia dalam kurikulum Cambridge. Dengan demikian secara umum jenjang kognitif pemahaman lebih banyak berkaitan dengan pengetahuan yang bersifat konseptual. Jenjang kognitif penerapan menuntut siswa untuk dapat menerapkan suatu konsep, prinsip, dan metode pada suatu masalah yang kongkrit dan baru, oleh
55
karena itu jenjang kognitif penerapan berkaitan dengan pengetahuan yang bersifat konseptual dan prosedural. Dalam soal yang dianalisis, penerapan lebih banyak dilakukan terhadap konsep daripada terhadap suatu rumus. Hal ini disesuaikan dengan materi inti pada kurikulum Cambridge yang lebih menekankan pada peristiwa dalam kehidupan sebagai berikut; “describe hydrogen as a fuel” “describe radioactive isotopes, such as 235U, as a source of energy” “state the use of batteries as a convenient, portable energy source” Adapun untuk penerapan rumus dilakukan dengan menghitung perubahan energi dari peristiwa-peristiwa tersebut. Jenjang kognitif analisis menuntut siswa untuk merinci suatu kesatuan ke dalam bagian-bagian. Dalam soal yang dianalisis, kata ‘mengapa’ yang ditanyakan berkaitan dengan salah satu tahapan dari suatu prosedur percobaan ataupun salah satu dari beberapa konsep yang ditanyakan dalam butir soal. Selain itu siswa juga dituntut untuk dapat menjelaskan alasan terjadinya suatu fenomena dalam percobaan, oleh karena itu, dalam jenjang kognitif analisis, siswa harus dapat menguasai pengetahuan yang bersifat konseptual dan prosedural.
