BAB IV TEMUAN DAN PEMBAHASAN. Dalam pengembangan strategi pembelajaran intertekstual pada materi

BAB IV TEMUAN DAN PEMBAHASAN

Dalam pengembangan strategi pembelajaran intertekstual pada materi pokok kesetimbangan kimia secara garis besar penelitian terbagi dalam beberapa tahapan yaitu: Tahap pertama analisis standar isi berupa penentuan indikator berdasarkan Kompetensi Dasar (KD) dan konsep berdasarkan indikator, kemudian dilakukan analisis kesesuaian indikator dengan Kompetensi Dasar dan indikator dengan konsep, Tahap kedua analisis buku berupa penjabaran level makroskopik, mikroskopik, dan simbolik pada materi pokok kesetimbangan kimia serta melihat pola pembelajarannya, Tahap ketiga pengembangan representasi kimia (level makroskopik, mikroskopik, dan simbolik) pada materi pokok kesetimbangan kimia dan menganalisis kesesuaian representasi kimia (level makroskopik, mikroskopik, dan simbolik) dengan konsep pada materi pokok kesetimbangan kimia, Tahap keempat yaitu pengembangan deskripsi pembelajaran dengan strategi pembelajaran intertekstual pada materi pokok kesetimbangan kimia.

4.1

Analisis Standar Isi Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar yang dianalisis tercantum

dalam Standar Isi. Standar Kompetensi adalah kualifikasi kemampuan minimal siswa yang menggambarkan penguasaan sikap, pengetahuan, dan keterampilan yang diharapkan dicapai pada setiap tingkat dan/atau semester; standar

39

40

kompetensi terdiri atas sejumlah kompetensi dasar sebagai acuan baku yang harus dicapai dan berlaku secara nasional. Kompetensi Dasar merupakan sejumlah kemampuan yang harus dimiliki siswa dalam mata pelajaran tertentu sebagai rujukan untuk menyusun indikator kompetensi. Rincian Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar pada materi pokok kesetimbangan kimia ditunjukkan dalam Tabel 4.1. di bawah ini: Tabel 4.1. Rincian Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar Standar Kompetensi

Kompetensi Dasar

Memahami kinetika reaksi, kesetimbangan kimia, dan faktor-faktor yang mempengaruhinya, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari dan industri.

Menjelaskan kesetimbangan dan faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran arah kesetimbangan dengan melakukan percobaan.

4.1.1

Penentuan Indikator Berdasarkan Kompetensi Dasar (KD) dan Konsep Berdasarkan Indikator Indikator adalah suatu kompetensi yang dijadikan tolak ukur sejauh mana

penguasaan siswa terhadap suatu pokok bahasan. Pengembangan indikator adalah menganalisis tingkat kompetensi dalam Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar. Indikator yang dikembangkan harus dapat mengukur kemampuan siswa sehingga tingkat kompetensi yang terdapat dalam Kompetensi Dasae dapat tercapai. Hal ini diperlukan untuk memenuhi tuntutan minimal kompetensi yang dijadikan standar secara nasional. Tingkat kompetensi dilihat melalui kata kerja operasional yang digunakan dalam Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar. Selain tingkat kompetensi, penggunaan kata kerja yang operasional pada indikator menunjukan penekanan aspek yang diinginkan, mencakup sikap, pengetahuan,

41

serta keterampilan. Dalam merumuskan indikator perlu diperhatikan beberapa ketentuan sebagai berikut: 1.

Kompetensi Dasar dapat dikembangkan menjadi beberapa indikator.

2.

Keseluruhan

indikator

memenuhi

tuntutan

kompetensi

sehingga

menggunakan kata kerja operasional yang sesuai untuk mencapai Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar. 3.

Rumusan indikator sekurang-kurangnya mencakup dua aspek, yaitu tingkat kompetensi dan materi pembelajaran. Kompetensi Dasar pada materi pokok kesetimbangan kimia yang terdapat

dalam Standar Isi dapat dikembangkan menjadi beberapa indikator. Indikatorindikator yang dikembangkan harus dapat menjadi tolak ukur kemampuan siswa sehingga Kompetensi Dasar dapat tercapai. Indikator yang diperoleh dari Kompetensi Dasar dapat dikembangkankan menjadi konsep. Konsep yang dikembangkan dari indikator, akan membut konsep tersebut menjadi lebih jelas kontennya serta tujuan yang ingin dicapai dari pembelajaran konsep tersebut lebih terarah. Rincian indikator dan konsep yang dapat dikembangkan ditunjukkan pada Tabel 4.2. di bawah ini. Tabel 4.2. Indikator dan Konsep pada pokok bahasan kesetimbangan kimia Indikator Mendefinisikan pengertian reaksi kimia.

Konsep Pengertian Reaksi Kimia Reaksi kimia adalah perubahan materi yang menghasilkan zat baru.

Mendefinisikan pengertian reaksi dapat balik.

Reaksi Dapat Balik Reaksi dapat balik adalah reaksi yang dapat

42

berlangsung dua arah yang saling berlawanan, yaitu ke arah produk dan ke arah reaktan. Mendefinisikan reaksi kesetimbangan.

Reaksi Kesetimbangan Reaksi kesetimbangan adalah reaksi kimia yang menunjukkan keadaan konsentrasi masingmasing spesi di dalam sistem reaksi mencapai setimbang yang proporsional dengan laju sama ke arah produk dan ke arah reaktan.

Mendeskripsikan dinamis.

keadaan

kesetimbangan

Keadaan Kesetimbangan Dinamis Kesetimbangan dinamis adalah keadaan suatu sistem reaksi yang secara makroskopik tidak memperlihatkan perubahan yang dapat diamati (seolah-olah reaksi telah berhenti), namun secara mikroskopis terjadi perubahan yang berlangsung secara terus menerus setiap saat dengan laju yang sama ke arah produk dan ke arah reaktan.

Mampu membedakan kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen.

Kesetimbangan Homogen Kesetimbangan homogen adalah sistem kesetimbangan yang semua spesinya berada pada fasa yang sama. Kesetimbangan Heterogen Kesetimbangan heterogen adalah sistem kesetimbangan yang mengandung spesi lebih dari satu fasa.

Menafsirkan pengaruh konsentrasi dari data percobaan pada arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier.

Pengaruh Konsentrasi Pergeseran Kesetimbangan

pada

Arah

Pada penambahan pereaksi atau hasil reaksi, posisi kesetimbangan bergeser ke arah yang berlawanan dengan posisi zat yang ditambahkan. Pada pengurangan pereaksi atau hasil reaksi, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang dikeluarkan dari sistem kesetimbangan. Menafsirkan pengaruh tekanan dan volume dari data percobaan pada arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier.

Pengaruh Tekanan dan Volume pada Arah Pergeseran Kesetimbangan Penurunan

volume

atau

peningkatan

43

tekanan campuran gas yang terdapat dalam kesetimbangan kimia akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah jumlah molekul gas yang paling sedikit. Peningkatan volume atau penurunan tekanan campuran gas yang terdapat dalam kesetimbangan kimia akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah jumlah molekul gas yang paling banyak. Perubahan tekanan dan volume tidak berpengaruh terhadap arah pergeseran reaksi kesetimbangan jika jumlah molekul antara reaktan dan produk sama. Menafsirkan pengaruh suhu dari data percobaan pada arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier.

Pengaruh Suhu pada Arah Pergeseran Kesetimbangan Penurunan suhu menyebabkan kesetimbangan bergeser ke arah eksoterm, sedangkan peningkatan menggeser posisi kesetimbangan ke arah endoterm.

Menjelaskan pengaruh katalis pergeseran kesetimbangan.

pada

arah

Pengaruh Katalis Kesetimbangan dan Kesetimbangan

posisi reaksi suhu reaksi

pada Reaksi Arah Pergeseran

Katalis tidak mempengaruhi arah pergeseran kesetimbangan, hanya mempercepat pencapaian keadaan setimbang.

4.1.2

Analisis Kesesuaian Indikator dengan Kompetensi Dasar dan Indikator dengan Konsep Indikator yang dikembangkan dari Kompetensi dasar serta konsep yang

dikembangkan dari indikator pada materi pokok kesetimbangan kimia kemudian divalidasi oleh tiga orang guru kimia dan dua orang dosen kimia. Tahap validasi dilakukan untuk melihat kesesuaian antara indikator dengan Kompetensi Dasar

44

dan kesesuaian konsep dengan indikator. Hasil validasi dapat dilihat pada Lampiran 4 halaman 101-104. Validasi antara indikator dengan Kompetensi Dasar dan konsep dengan indikator yang dilakukan oleh dosen dan guru kimia memberikan masukan yang berguna dalam perbaikan pada indikator dan konsep yang telah dibuat. Hasil validasi didiskusikan dengan dosen pembimbing, dengan mempertimbangkan saran dari validator maka indikator dan konsep diperbaiki. Berikut ini penjabaran indikator dan konsep yang mengalami perubahan: 1.

Indikator pertama yaitu “Mendefinisikan pengertian reaksi kimia” dan konsep pertama “Reaksi kimia adalah perubahan materi yang menghasilkan zat baru” dijadikan sebagai materi prasyarat. Indikator yang dikembangkan dari Kompetensi Dasar terlalu meluas dari materi pokok kesetimbangan kimia.

2.

Konsep kedua yaitu “Reaksi dapat balik adalah reaksi yang dapat berlangsung dua arah yang saling berlawanan, yaitu ke arah produk dan ke arah reaktan” mengalami perubahan menjadi “Reaksi dapat balik adalah reaksi yang berlangsung dalam dua arah yaitu ke arah produk dan ke arah reaktan”. Hal ini dikarenakan kata berlawanan juga sudah menunjukkan keadaan bolak-balik, sehingga untuk mengefisienkan kalimat pada konsep agar tidak tumpang tindih.

3.

Indikator ketiga yaitu “Mendefinisikan reaksi kesetimbangan” mengalami perubahan

menjadi

“Menjelaskan

reaksi

kesetimbangan“.

Kata

mendefinisiskan memberikan penafsiran bahwa siswa hanya menyebutkan

45

pengertian dari reaksi kesetimbangan padahal yang ingin diharapkan dari pengembangan indikator ini adalah siswa mengetahui bagaimana kondisi dari suatu reaksi dapat dikatakan berlangsung pada kesetimbangan. Konsep ketiga yaitu ”Reaksi kesetimbangan adalah reaksi kimia yang menunjukkan keadaan konsentrasi masing-masing spesi di dalam sistem reaksi mencapai setimbang yang proporsional dengan laju sama ke arah produk dan ke arah reaktan” mengalami perubahan menjadi “Reaksi kesetimbangan adalah reaksi kimia yang menunjukkan keadaan konsentrasi masing-masing spesi di dalam sistem reaksi tidak berubah terhadap waktu pada suhu tertentu”. Hal ini dikarenakan konsep yang harus dipahami siswa bahwa pada keadaan kesetimbangan harus menunjukkan tidak adanya perubahan konsentrasi pada sistem reaksi terhadap waktu pada suhu tertentu. 4.

Indikator kelima yaitu “Mampu membedakan kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen” mengalami perubahan dengan menghilangkan kata mampu agar keterampilan proses siswa dapat terukur sehingga indikator diubah menjadi “Membedakan kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen”. Hal ini dikarenakan kata membedakan sudah merupakan suatu kemampuan yang dapat diukur sehingga kata mampu harus dihilangkan.

5.

Indikator keenam yaitu “Menafsirkan pengaruh konsentrasi dari data percobaan pada arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier”

mengalami

perubahan

menjadi

“Meramalkan

pengaruh

konsentrasi pada arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le

46

Châtelier”. Hal ini dikarenakan kata meramalkan dapat digunakan sebagai ukuran dalam mempelajari ilmu sains, sehingga digunakan kata meramalkan yang dapat mengetahui kemampuan berfikir siswa berdasarkan analisis teori yang telah diketahuinya. 6.

Indikator ketujuh yaitu “Menafsirkan pengaruh tekanan dan volume dari data percobaan pada arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier” mengalami perubahan menjadi “Meramalkan pengaruh tekanan dan volume pada arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier”. Hal ini dikarenakan kata meramalkan dapat digunakan sebagai ukuran dalam mempelajari ilmu sains, sehingga digunakan kata meramalkan yang dapat mengetahui kemampuan berfikir siswa berdasarkan analisis teori yang telah diketahuinya.

7.

Indikator kedelapan yaitu “Menafsirkan pengaruh suhu dari data percobaan pada arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier” mengalami perubahan menjadi “Meramalkan pengaruh suhu pada arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier”. Hal ini dikarenakan kata meramalkan dapat digunakan sebagai ukuran dalam mempelajari ilmu sains, sehingga digunakan kata meramalkan yang dapat mengetahui kemampuan berfikir siswa berdasarkan analisis teori yang telah diketahuinya.

8.

Indikator kesembilan yaitu “Menjelaskan pengaruh katalis pada arah pergeseran kesetimbangan” mengalami perubahan menjadi “Menjelaskan pengaruh katalis pada reaksi kesetimbangan dan terhadap arah pergeseran

47

kesetimbangan”. Pengubahan indikator ini karena dianggap masih kurang terlihat kepentingan siswa dalam mempelajari konsep ini sehingga diperluas terhadap bagaimana peran katalis pada reaksi kesetimbangan itu sendiri. Indikator dan konsep yang telah divalidasi mengalami perbaikan berdasarkan masukan dari dosen dan guru kimia serta dari dosen pembimbing Rincian indikator dan konsep yang telah diperbaiki ditunjukkan pada Tabel 4.3. di bawah ini. Tabel 4.3. Indikator dan Konsep pada pokok bahasan kesetimbangan kimia setelah perbaikan. Indikator

Konsep

Mendefinisikan pengertian reaksi dapat balik.

Reaksi Dapat Balik Reaksi dapat balik adalah reaksi yang berlangsung dalam dua arah yaitu ke arah produk dan ke arah reaktan.

Menjelaskan reaksi kesetimbangan.

Reaksi Kesetimbangan Reaksi kesetimbangan adalah reaksi kimia yang menunjukkan keadaan konsentrasi masingmasing spesi di dalam sistem reaksi tidak berubah terhadap waktu pada suhu tertentu.

Mendeskripsikan dinamis.

keadaan

kesetimbangan

Keadaan Kesetimbangan Dinamis Kesetimbangan dinamis adalah keadaan suatu sistem reaksi yang secara makroskopik tidak memperlihatkan perubahan yang dapat diamati (seolah-olah reaksi telah berhenti), namun secara mikroskopis terjadi perubahan yang berlangsung secara terus menerus setiap saat dengan laju yang sama ke arah produk dan ke arah reaktan.

Membedakan kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen.

Kesetimbangan Homogen Kesetimbangan homogen adalah sistem kesetimbangan yang semua spesinya berada pada fasa yang sama.

48

Kesetimbangan Heterogen Kesetimbangan heterogen adalah sistem kesetimbangan yang mengandung spesi lebih dari satu fasa. Meramalkan pengaruh konsentrasi terhadap arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier.

Pengaruh Konsentrasi Pergeseran Kesetimbangan

pada

Arah

Pada penambahan pereaksi atau hasil reaksi, posisi kesetimbangan bergeser ke arah yang berlawanan dengan posisi zat yang ditambahkan. Pada pengurangan pereaksi atau hasil reaksi, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang dikeluarkan dari sistem kesetimbangan. Meramalkan pengaruh tekanan dan volume terhadap arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier.

Pengaruh Tekanan dan Volume pada Arah Pergeseran Kesetimbangan Penurunan volume atau peningkatan tekanan campuran gas yang terdapat dalam kesetimbangan kimia akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah jumlah molekul gas yang paling sedikit. Peningkatan volume atau penurunan tekanan campuran gas yang terdapat dalam kesetimbangan kimia akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah jumlah molekul gas yang paling banyak. Perubahan tekanan dan volume tidak berpengaruh terhadap arah pergeseran reaksi kesetimbangan jika jumlah molekul antara reaktan dan produk sama.

Meramalkan pengaruh suhu terhadap arah pergeseran kesetimbangan berdasarkan asas Le Châtelier.

Pengaruh Suhu pada Arah Pergeseran Kesetimbangan Penurunan suhu menyebabkan kesetimbangan bergeser ke arah eksoterm, sedangkan peningkatan menggeser posisi kesetimbangan ke arah endoterm.

Menjelaskan pengaruh katalis pada reaksi kesetimbangan dan terhadap arah pergeseran

Pengaruh Katalis Kesetimbanagn dan

posisi reaksi suhu reaksi

pada Reaksi Arah Pergeseran

49

kesetimbangan.

Kesetimbangan Katalis tidak mempengaruhi arah pergeseran kesetimbangan, hanya mempercepat pencapaian keadaan setimbang.

4.2

Analisis Buku Indikator dan konsep yang telah diperbaiki kemudian digunakan dalam

analisis dianalisis buku teks kimia SMA dan Universitas untuk mengembangkan representasi kimia (level makroskopik, mikroskopik, dan simbolik) pada pokok materi kesetimbangan kimia. Selain itu, analisis buku dilakukan untuk melihat pola pembelajaran konsep-konsep materi pokok kesetimbangan kimia pada buku yang dianalisis. Daftar buku teks kimia SMA dan Universitas yang dianalisis dapat dilihat pada lampiran 3 halaman 101.

4.2.1

Level Makroskopik, Mikroskopik, dan Simbolik pada Materi Pokok Kesetimbangan Kimia Pada konsep reaksi dapat balik, penjabaran mengenai pengertian reaksi

dapat balik setiap buku baik buku teks kimia SMA maupun Universitas berbeda dalam penyampaian bahasanya namun inti konsepnya sama. Terdapat dua buku yang mengemukakan contoh dari reaksi dapat balik adalah pada proses perubahan fasa air. Perubahan air dari fasa cair menjadi fasa gas (penguapan) dan sebaliknya perubahan dari fasa gas menjadi fasa cair (pengembunan), proses ini berlangsung pada wadah tertutup sehingga terjadi peristiwa penguapan dan pengembunan yang berulang. Reaksi yang terus menerus tersebut memberikan gambaran bahwa

50

terdapat reaksi yang dapat balik. Peristiwa pada perubahan fasa air pada keadaan tertutup ini dekat dengan kehidupan sehari-hari. Buku teks kimia SMA dan Universitas menggambarkan level makroskopik dari reaksi dapat balik ini berupa narasi dari contoh yang digunakan untuk menerangkan konsep. Pada umumnya level mikroskopik dari konsep ini tidak digambarkan di dalam buku teks kimia SMA dan Universitas. Pada salah buku teks kimia Universitas yaitu Kimia Dasar I, Penerbit Alkemi Grafisindo digambarkan proses perubahan fasa digambarkan berupa tanda panah menuju fasa gas dan tanda panah menuju fasa cair sebagai ungkapkan bahwa molekuler dari air pada fasa cair dan gas terus menerus berubah secara bolak-balik.

Gambar 4.1. Gambar perubahan air dari fasa cair ke gas dan sebaliknya dari fasa gas ke fasa cair.

Level simbolik dari reaksi dapat balik ini sangat jelas karena digambarkan dengan dua tanda panah yang arahnya saling berlawanan pada setiap persamaan reaksi (

). Hal ini menunjukkan bahwa reaksinya dapat berlangsung dua arah saling

berlawanan.

51

Pada konsep keadaan kesetimbangan, penjabaran reaksi kesetimbangan setiap buku baik buku teks kimia SMA maupun Universitas beragam dalam pengungkapannya. Kebanyakan konsep yang disampaikan tertuju pada suatu keadaan dengan laju sama ke arah produk maupun ke arah reaktan, dimana konsentrasi masing-masing spesi tidak berubah terhadap perubahan waktu dan suhu tertentu. Kondisi tersebut dikatakan bahwa suatu sistem reaksi mencapai keadaan kesetimbangan. Penggambaran makroskopik dan mikroskopik tidak dijelaskan pada buku teks kimia SMA dan Universitas. Konsep keadaan kesetimbangan dinamis dijabarkan berbeda antara buku teks kimia SMA dan buku teks kimia Universitas. Pada buku teks Universitas konsep keadaan kesetimbangan dinamis dinyatakan sebagai keadaan suatu sistem reaksi yang ditinjau secara makroskopik tidak memperlihatkan adanya perubahan yang dapat diamati sehingga seolah-olah reaksi tersebut telah berhenti, namun ditinjau secara mikroskopis masih terjadi perubahan yang berlangsung secara terus menerus di setiap saat dengan laju yang sama ke arah produk maupun ke arah reaktan. Selain itu, konsep keadaan kesetimbangan dinamis pun dianalogikan dengan orang yang berjalan naik eskalator dalam arah berlawanan. Eskalator terus bergerak ke bawah, sementara orang tersebut terus berjalan ke atas dengan kecepatan yang sama dengan eskalator. Akibatnya, orang tersebut seperti berjalan di tempat (tidak berubah), secara makroskopiknya adalah kedudukan orang relatif tidak berubah terhadap kedudukan tangga, secara mikroskopik selalu terjadi pergerakan dimana eskalator bergerak ke bawah orang bergerak ke atas. Analogi lain dengan menggunakan “nut and bolt” untuk menggambarkan keadaan

52

kesetimbangan dinamis secara lebih nyata karena dapat dipraktikan. Namun dalam buku teks kimia SMA pengungkapan keadaan kesetimbangan dinamis tidak tercantum secara jelas. Konsep kesetimbangan homogen dan heterogen penjabaran konsep sama hampir di setiap dalam buku teks kimia SMA dan Universitas. Kesetimbangan homogen semua buku menyatakan konsep yang sama yaitu sistem kesetimbangan yang semua fasanya sama. Sedangkan kesetimbangan heterogen adalah sistem kesetimbangan yang memiliki fasa lebih dari satu. Dalam buku teks kimia yaitu Kimia dan Kecakapan Hidup Pelajaran Kimia untuk SMA/MA Kelas XI, Penerbit Ganeca

Exact

memaparkan

“kesetimbangan

heterogen

adalah

reaksi

kesetimbangan yang memiliki fasa reaktan dan produk tidak sama” hal ini dapat menimbulkan miskonsepsi bahwa kesetimbangan heterogen adalah antara fasa produk dan reaktan harus berbeda padahal fasa baik reaktan maupun produk dalam satu sistem kesetimbangan harus lebih dari satu, tidak masalah apakah dalam satu ruas yang sama atau dalam ruas yang berbeda. Semua buku teks kimia hanya menampilkan kesetimbangan homogen dan heterogen secara simbolik saja tanpa menampilkan makroskopik dan mikroskopiknya. Pada konsep pengaruh konsentrasi pada arah pergeseran kesetimbangan dalam buku teks kimia SMA dan Universitas memiliki inti pengungkapan konsep yang sama. Konsep tersebut adalah “penambahan pereaksi atau hasil reaksi, posisi kesetimbangan bergeser ke arah yang berlawanan dengan posisi zat yang ditambahkan” dan “pengurangan pereaksi atau hasil reaksi, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang dikeluarkan dari sistem kesetimbangan”. Pada

53

buku teks kimia Cerdas Belajar Kimia untuk Kelas XI SMA/MA Program IPA, Penerbit Grafindo Media Pratama dan buku teks kimia Thinking Chemistry, Penerbit Oxford University Press menuliskan tinjauan pergeseran kesetimbangan secara makroskopik, namun tinjauan secara mikroskopik tidak ditampilkan. Sebagian buku teks kimia menampilkan uraian materi tentang konsep pengaruh konsentrasi terhadap arah pergeseran kesetimbangan melalui kesimpulan singkat sehingga siswa cenderung untuk menghafalkan konsep tersebut. Pada konsep pengaruh tekanan dan volume pada arah pergeseran kesetimbangan dalam buku teks kimia SMA dan Universitas memiliki inti konsep yang sama yaitu “penurunan volume atau peningkatan tekanan campuran gas yang terdapat dalam kesetimbangan kimia akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah jumlah molekul gas yang paling sedikit”, “peningkatan volume atau penurunan tekanan campuran gas yang terdapat dalam kesetimbangan kimia akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah jumlah molekul gas yang paling banyak”, dan “perubahan tekanan dan volume tidak berpengaruh terhadap arah pergeseran reaksi kesetimbangan jika jumlah molekul antara reaktan dan produk sama”. Pada buku teks kimia sudah terdapat tinjauan secara makroskopik dan mikroskopiknya namun hal tersebut belum menjadi satu kesatuan yang utuh. Pada buku teks kimia yang satu hanya menampilkan makroskopiknya saja, kemudian buku teks kimia yang lain hanya menampilkan mikroskopik. Sebagian buku teks kimia menampilkan materi tentang konsep pengaruh tekanan dan volume pada arah pergeseran kesetimbangan melalui kesimpulan mengerucut sehingga siswa cenderung untuk menghafalkan konsep tersebut. Terdapat satu buku teks kimia

54

SMA yaitu Kimia dan Kecakapan Hidup Pelajaran Kimia untuk SMA/MA Kelas XI, Penerbit Ganeca Exact yang memaparkan pengaruh tekanan dan volume pada arah pergeseran kesetimbangan secara terpisah. Konsep pengaruh suhu pada arah pergeseran kesetimbangan dalam buku teks kimia SMA dan Universitas memiliki inti konsep yang sama yaitu “penurunan suhu menyebabkan posisi kesetimbangan bergeser ke arah reaksi eksoterm, sedangkan peningkatan suhu menggeser posisi kesetimbangan ke arah reaksi endoterm”. Pada sebagian buku kimia sudah meninjau secara makroskopik yang terjadi saat suhu dinaikkan atau diturunkan, namun tinjauan secara mikroskopiknya tidak ditampilkan. Ada juga buku teks kimia yang menampilkan materi tentang konsep pengaruh suhu terhadap arah pergeseran kesetimbangan melalui kesimpulan mengerucut sehingga siswa cenderung untuk menghafalkan konsep tersebut. Konsep pengaruh katalis pada reaksi kesetimbangan dan terhadap arah pergeseran kesetimbangan dalam buku teks kimia SMA dan Universitas intinya sama yaitu “katalis tidak mempengaruhi arah pergeseran kesetimbangan”. Katalis dapat mempercepat tercapainya keadaan kesetimbangan, tetapi tidak dapat mengubah komposisi zat-zat dalam kesetimbangan. Kerja katalis mempercepat reaksi ke arah produk maupun reaktan, sehingga dengan ataupun tanpa adanya katalis reaksi kesetimbangan tetap berlangsung, penambahan katalis pun tidak berpengaruh pada arah pergeseran kesetimbangan. Hampir semua buku teks kimia tidak meninjau konsep ini secara makroskopik dan mikroskopiknya disajikan dalam bentuk narasi, namun ada beberapa buku yang meninjau secara simbolik

55

dengan menampilkan grafik kerja katalis dengan membandingkan reaksi yang menggunakan katalis dengan reaksi yang tidak menggunakan katalis. Penjelasan lebih lengkap mengenai penjabaran level makroskopik, mikroskopik, dan simbolik dari setiap konsep dalam buku teks kimia SMA dan Universitas terdapat pada Lampiran 5 halaman 105-139. 4.2.2

Pola Pembelajaran Level Makroskopik, Mikroskopik, dan Simbolik pada Materi Pokok Kesetimbangan Kimia Dalam Buku Teks Kimia SMA dan Universitas Pola pembelajaran pada buku teks kimia SMA dan Universitas terdapat

beberapa deskripsi materi. Pada buku teks kimia SMA pembahasan mengenai konsep reaksi dapat balik tidak dijelaskan secara rinci, sedangkan pada buku teks kimia Universitas reaksi dapat balik dijelaskan cukup jelas. Pada buku teks kimia SMA konsep kesetimbangan dinamis tidak dijelaskan dengan detail hanya mengenai konsep reaksi kesetimbangan saja sedangkan pada buku teks kimia Universitas konsep reaksi kesetimbangan dan keadaan kesetimbangan dinamis dipaparkan dengan jelas dari menjelaskan mengenai reaksi kesetimbangan kemudian baru dijelaskan bagaimana suatu reaksi kesetimbangan dapat dikatakan berada dalam keadaan kesetimbangan dinamis. Konsep kesetimbangan homogen dan heterogen dijelaskan pada buku teks kimia SMA sedangkan pada buku teks kimia Universitas tidak dijelaskan. Pada konsep pengaruh konsentrasi, tekanan dan volume, suhu, dan katalis pada arah pergeseran kesetimbangan dijelaskan konsepnya dengan kesimpulan mengerucut sehingga siswa cenderung menghafal, sehingga analisis siswa berdasarkan level

56

mikroskopik yang berasal dari pemahaman teori bukan pemahaman konsep untuk menjawab pertanyaan yang berujung pada level simbolik. Tidak semua buku teks kimia memaparkan konsep pengaruh katalis terhadap reaksi kesetimbangan dan terhadap arah pergeseran kesetimbangan.

4.3

Pengembangan Representasi Kimia (Level Makroskopik, Mikroskopik, dan Simbolik) pada Materi Pokok Kesetimbangan Kimia Representasi kimia (level makroskopik, mikroskopik, dan simbolik) yang

terdapat dalam buku teks kimia yang dianalisis kemudian dikembangkan dari sumber lain diantaranya internet dan buku teks kimia sumber lain. Pengembangan level makroskopik berupa penggunaan gambaran nyata benda secara langsung (foto atau gambar), Pengembangan level mikroskopik menggunakan animasi atau gambaran molekuler. Level simbolik ditunjukkan dengan persamaan reaksi atau gambar grafik. Pada konsep reaksi dapat balik digunakan contoh senyawa hidrat CuSO4.5H2O yang dipanaskan membentuk senyawa anhidrat CuSO4 dan dibiarkan di udara terbuka sehingga membentuk kembali senyawa hidrat CuSO4.5H2O. Level makroskopik dari konsep ini dengan menyajikan foto dari senyawa hidrat CuSO4.5H2O dan senyawa anhidrat CuSO4. Animasi yang dibuat dapat menunjukkan level makroskopik dan mikroskopik dari konsep reaksi dapat balik. Deskripsi animasi yaitu senyawa hidrat CuSO4.5H2O secara makroskopik berupa padatan berwarna biru dan mikroskopiknya digambarkan dengan bola

57

putih besar yang dikelilingi lima buah bola putih kecil. Senyawa hidrat CuSO4.5H2O dipanaskan hingga terjadi pelepasan molekul air sehingga padatan berubah warna menjadi putih membentuk senyawa anhidrat CuSO4. Selama proses pemanasan berlangsung secara mikroskopik digambarkan lepasnya bola kecil berwarna biru dari padatan. Senyawa anhidrat CuSO4 dibiarkan pada udara terbuka lama-kelamaan warnanya berubah lagi menjadi biru, secara mikroskopik digambarkan dengan bersatunya kembali bola biru dengan bola putih besar. Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi berikut. Reaksi pemanasan senyawa hidrat CuSO4.5H2O: CuSO4.5H2O (s) biru

CuSO4(s) + 5 H2O (g) putih

Reaksi pembentukan senyawa hidrat CuSO4.5H2O: CuSO4.5H2O (s)

CuSO4(s) + 5 H2O (g) putih

biru

Persamaan reaksi dapat balik: CuSO4.5H2O (s) biru

CuSO4(s) + 5 H2O (g) putih

Konsep reaksi kesetimbangan menggunakan reaksi kesetimbangan spesi Fe3+, spesi SCN-, dan spesi Fe(SCN)2+. Level makroskopik dengan menyajikan foto dari larutan FeCl3, larutan NaSCN, larutan kesetimbangan (hasil penambahan larutan FeCl3 dan larutan NaSCN), larutan kesetimbangan yang ditambahkan larutan FeCl3, dan larutan kesetimbangan yang ditambahkan larutan NaSCN.

58

Animasi yang dibuat dapat menunjukkan level makroskopik, mikroskopik, dan simbolik dari konsep reaksi kesetimbangan. Deskripsi animasi yaitu larutan FeCl3 yang berwarna kuning pucat (digambarkan secara mikroskopik dengan adanya spesi Fe3+ dan spesi Cl- dalam larutannya)

direaksikan

dengan

larutan

NaSCN

yang

tidak

berwarna

(digambarkan secara mikroskopik dengan adanya spesi Na+ dan spesi SCN- dalam larutannya). Kedua larutan tersebut direaksikan menghasilkan larutan yang berwarna merah dengan intensitas warna semakin pekat seiring perubahan waktu dari awal penambahan hingga akhirnya tidak terjadi perubahan warna lagi pada larutan. Keadaan yang menunjukkan tidak ada perubahan yang dapat diamati disebut dengan kesetimbangan. Secara mikroskopik reaksi yang terjadi digambarkan dengan spesi Fe3+ bereaksi dengan spesi SCN- yang membentuk spesi Fe(SCN)2+ yang semakin lama semakin banyak jumlahnya hingga suatu saat komposisi spesi Fe3+, spesi SCN-, dan spesi Fe(SCN)2+ berada pada jumlah yang tetap. Pada larutan yang berkesetimbangan ditambahkan sedikit larutan NaSCN (penambahan spesi SCN-) ke dalam larutan. Terjadi perubahan warna merah pada larutan menjadi lebih pekat. Secara mikroskopik dijelaskan perubahan warna merah menjadi lebih pekat karena dalam larutan banyak terbentuk spesi Fe(SCN)2+ hasil dari spesi SCN- yang ditambahkan akan bereaksi dengan spesi Fe3+ yang ada dalam larutan. Dalam larutan yang berkesetimbangan masih terdapat spesi Fe3+ (reaktan). Penambahan sedikit larutan FeCl3 (penambahan spesi Fe3+) ke dalam larutan yang berkesetimbangan menyebabkan perubahan

59

warna merah pada larutan menjadi lebih pekat. Secara mikroskopik dijelaskan perubahan warna merah menjadi lebih pekat karena dalam larutan banyak terbentuk spesi Fe(SCN)2+ hasil dari spesi Fe3+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan spesi SCN- yang ada dalam larutan. Dalam larutan yang berkesetimbangan masih terdapat spesi SCN- (reaktan). Artinya pada reaksi kesetimbangan masih terdapat spesi reaktan. Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan berikut: Fe3+ (aq) kuning pucat

+

SCN-(aq) tidak berwarna

Fe(SCN)2+ (aq) merah

Pada konsep keadaan kesetimbangan dinamis disajikan tiga penjabaran representasi kimia, yaitu: 1.

Penjabaran pertama disajikan level makroskopik dengan proses tanya jawab guru dalam mendeskripsikan proses pemanasan air yang sudah biasa dilihat siswa dalam kehidupan sehari-hari. Namun kondisi proses pemanasan tersebut berlangsung pada wadah tertutup. Dimana prosesnya berlangsung terus menerus dengan jumlah air yang tidak berubah. Mikroskopiknya digambarkan dengan analogi orang yang berjalan pada eskalator dengan arah gerak yang saling berlawanan. Misalnya eskalator bergerak ke bawah sebagai laju pembentukan uap air, H2O (g), dan orang yang berjalan ke atas sebagai laju pembentukan air, H2O (l). Ketika laju eskalator dan orang sama maka seolah-olah terlihat orang tersebut diam ditempat, tetapi sebenarnya orang tersebut maupun eskalator, keduanya bergerak terus dengan laju yang

60

sama namun arah geraknya saling berlawanan. Kondisi tersebut dapat menggambarkan keadaan kesetimbangan dinamis secara molekuler. Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan dan grafik keadaan kesetimbangan. Persamaan reaksi kesetimbangan: H2O (l)

H2O (g)

Gambar 4.2. Grafik perubahan laju reaksi (v) terhadap waktu (t) pada proses pemanasan air. Keterangan: v1 = laju reaksi pembentukan air fasa cair, H2O (l) v2 = laju reaksi pembentukan uap air, H2O (g) Keadaan kesetimbangan tercapai pada saat v1 = v2.

2.

Penjabaran kedua disajikan eksperimen pelarutkan padatan timbal (II) klorida, PbCl2, dengan berlebih (melewati harga kelarutan). Level makroskopik di gambarkan PbCl2 berupa padatan berwarna putih, dilarutkan

61

1 gram padatan PbCl2 dalam 100 gram air maka larutan berada pada keadaan tepat jenuh. Terdapat padatan yang tidak larut dalam air, kemudian ditambahkan 0,1 gram PbCl2 yang bersifat radioaktif ke dalam. Penambahan padatan PbCl2 yang bersifat radioaktif tetap tidak merubah jumlah padatan yang larut. Setelah beberapa saat partikel Pb2+* yang bersifat radioaktif ditemukan

dalam

larutan.

Keberadaannya

dapat

dideteksi

dengan

menggunakan pencacah Geiger yaitu pendeteksi partikel radioaktif (*). Hal ini menunjukkan bahwa pada reaksi kesetimbangan kimia tersebut terjadi reaksi penguraian Pb*Cl2 maupun pembentukan padatan PbCl2 yang arahnya saling berlawanan. Reaksi berlangsung secara terus menerus dengan laju yang sama ke arah produk maupun reaktan, tidak terdapat lagi perubahan yang dapat diamati pada pada level makroskopiknya. Level mikroskopik digambarkan padatan PbCl2 digambarkan letaknya tersusun rapat jarak antara ion-ionnya sedangkan PbCl2 dalam air terurai menjadi ion Pb2+ dan ion Cl- digambarkan letak antara ion-ionnya menjadi berjauhan dan bebas bergerak. Padatan PbCl2 yang tidak larut dalam air berkesetimbangan dengan ion Pb2+ dan ion Cl-. Tergambarkan satu ion Pb2+ dan dua ion Cl- yang larut, maka pada saat dan laju yang sama terdapat satu satu ion Pb2+ dan dua ion Cl- yang membentuk padatan. Padatan Pb*Cl2 yang bersifat radioaktif ditemukan dalam larutan, artinya terdapat ion Pb2+ dari larutan yang membentuk padatan dan ion Pb2+* yang terurai dalam larutan. Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan.

62

Persamaan reaksi ionisasi padatan PbCl2 dituliskan: PbCl2 (s)

Pb2+ (aq) + 2 Cl- (aq)

Persamaan reaksi ionisasi padatan Pb*Cl2, partikel radioaktif (*) dituliskan: PbCl2 (s) 3.

Pb2+* (aq) + 2 Cl- (aq)

Penjabaran ketiga konsep keadaan kesetimbangan dinamis dapat dilihat pada reaksi antara larutan FeCl3 dengan larutan NaSCN. Reaksi dilangsungkan dalam bejana berhubungan yang diberi sekat diantara kedua bejananya. Sebelum direaksikan, sekat masih dalam kondisi tertutup sehingga tidak memungkinkan terjadi reaksi antara kedua larutan. Mulamula larutan FeCl3 yang berwarna kuning pucat dimasukkan ke dalam bejana I, sementara larutan NaSCN yang tak berwarna dimasukkan ke dalam bejana II. Kemudian sekat dibuka sehingga terjadi reaksi antara kedua larutan, terbentuk Fe(SCN)2+ yang berwarna merah dan larutan NaCl yang tak berwarna. Pada awalnya ketika dicampurkan larutan berubah warna membentuk warna merah yang semakin lama semakin pekat, pada satu kondisi intensitas warna merah tetap (reaksi seolah-olah berhenti), maka tidak ada perubahan yang dapat diamati. Level mikroskopik digunakan analogi alat pengukur kecepatan berjalan yang bergerak berlawan arah dengan orang yang berolah raga. Alat pengukur kecepatan berjalan bergerak mundur sebagai pereaksi (FeCl3 dan NaSCN), sedangkan orang yang berolah raga bergerak maju sebagai produk (Fe(SCN)2+ dan NaCl). Ketika alat pengukur kecepatan berjalan tersebut bergerak mundur dan orang yang

63

berolah raga bergerak maju secara bersamaan keduanya bergerak dengan laju yang sama, maka orang tersebut tampak diam di tempat. Sebenarnya reaksi tidak berhenti, melainkan terus-menerus terjadi dengan laju reaksi ke arah pembentukan produk sama dengan laju reaksi ke arah pembentukan reaktan, dan komposisi masing-masing spesi dalam sistem tidak berubah. Kondisi yang demikian dapat menggambarkan keadaan kesetimbangan dinamis. Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan berikut: FeCl3 (aq) + kuning pucat

NaSCN (aq)

Fe(SCN)2+ (aq) +

NaCl (aq)

merah

tidak berwarna

tidak berwarna

Konsep kesetimbangan homogen menggunakan reaksi kesetimbangan gas H2, N2, dan NH3. Level makroskopik dengan menyajikan gambar sebuah tabung yang berisi gas yang tidak berwarna, setelah dilihat pada level mikroskopik terdapat molekul gas H2, N2, dan NH3 yang letak antar molekulnya berjauhan dan bergerak bebas (menunjukkan fasa gas). Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan berikut: N2 (g) + 3 H2 (g)

2 NH3 (g)

Konsep kesetimbangan heterogen menggunakan reaksi kesetimbangan pelarutan AgCl berlebih (melewati harga Ksp) dalam air. Level makroskopik dengan menyajikan gambar sebuah tabung reaksi yang berisi larutan AgCl dan padatan AgCl yang tidak larut dalam air. Level mikroskopik terdapat ion Ag+ dan ion Cl- yang berkumpul dengan jarak yang rapat (menunjukkan fasa padat) dan

64

ion Ag+ dan ion Cl- yang letaknya renggang dan bergerak bebas (menunjukkan fasa aqueous). Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan berikut: AgCl (s)

Ag+ (aq) + Cl- (aq)

Pada konsep pengaruh konsentrasi pada arah pergeseran kesetimbangan menggunakan reaksi kesetimbangan spesi Fe3+, spesi SCN-, dan spesi Fe(SCN)2+. Level makroskopik dengan menyajikan foto dari larutan kesetimbangan (hasil penambahan larutan FeCl3 dan larutan NaSCN), larutan kesetimbangan yang ditambahkan larutan FeCl3, larutan kesetimbangan yang ditambahkan larutan NaSCN, dan larutan kesetimbangan yang ditambahkan H2C2O4. Animasi yang dibuat dapat menunjukkan level makroskopik, mikroskopik, dan simbolik dari konsep pengaruh konsentrasi pada arah pergeseran kesetimbangan. Deskripsi animasi yaitu larutan FeCl3 yang berwarna kuning pucat (digambarkan secara mikroskopik dengan adanya spesi Fe3+ dan spesi Cl- dalam larutannya)

direaksikan

dengan

larutan

NaSCN

yang

tidak

berwarna

(digambarkan secara mikroskopik dengan adanya spesi Na+ dan spesi SCN- dalam larutannya). Kedua larutan tersebut direaksikan menghasilkan larutan yang berwarna merah dengan intensitas warna semakin pekat seiring perubahan waktu dari awal penambahan hingga suatu saat dimana tidak terjadi perubahan warna lagi pada larutan. Keadaan yang menunjukkan tidak ada perubahan yang dapat diamati disebut dengan kesetimbangan. Secara mikroskopik reaksi yang terjadi digambarkan dengan spesi Fe3+ bereaksi dengan spesi SCN- yang membentuk

65

spesi Fe(SCN)2+ yang semakin lama semakin banyak jumlahnya hingga suatu saat komposisi spesi Fe3+, spesi SCN-, dan spesi Fe(SCN)2+ berada pada jumlah yang tetap. Artinya reaksi pembentukan spesi Fe(SCN)2+ dari spesi Fe3+ dan spesi SCNmemiliki laju yang sama dengan reaksi penguraian spesi Fe(SCN)2+ menjadi spesi Fe3+ dan spesi SCN-. Pada larutan yang berkesetimbangan ditambahkan sedikit larutan NaSCN (penambahan spesi SCN-) ke dalam larutan. Terjadi perubahan warna merah pada larutan menjadi lebih pekat. Secara mikroskopik dijelaskan perubahan warna merah menjadi lebih pekat karena dalam larutan banyak terbentuk spesi Fe(SCN)2+ dimana spesi SCN- yang ditambahkan akan bereaksi dengan spesi Fe3+ yang ada dalam larutan. Pembentukan spesi Fe(SCN)2+ dari spesi Fe3+ dan spesi SCN- lajunya lebih besar daripada penguraian spesi Fe(SCN)2+ menjadi spesi Fe3+ dan spesi SCN-. Laju pembentukan spesi Fe(SCN)2+ semakin lama semakin berkurang sedangkan laju penguraian spesi Fe(SCN)2+ semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju pembentukan spesi Fe(SCN)2+ akan sama dengan laju penguraian spesi Fe(SCN)2+. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru dengan komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum ditambahkan sedikit larutan NaSCN. Penambahan sedikit larutan FeCl3 (penambahan spesi Fe3+) ke dalam larutan yang berkesetimbangan menyebabkan perubahan warna merah pada larutan menjadi lebih pekat. Secara mikroskopik dijelaskan perubahan warna merah menjadi lebih pekat karena dalam larutan banyak terbentuk spesi Fe(SCN)2+ dimana spesi Fe3+ yang ditambahkan akan bereaksi dengan spesi SCN-

66

yang ada dalam larutan. Pembentukan spesi Fe(SCN)2+ dari spesi Fe3+ dan spesi SCN- lajunya lebih besar daripada penguraian spesi Fe(SCN)2+ menjadi spesi Fe3+ dan spesi SCN-. Laju pembentukan spesi Fe(SCN)2+ semakin lama semakin berkurang sedangkan laju penguraian spesi Fe(SCN)2+ semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju pembentukan spesi Fe(SCN)2+ akan sama dengan laju penguraian spesi Fe(SCN)2+. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru dengan komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum ditambahkan sedikit larutan FeCl3. Penambahan sedikit larutan H2C2O4 (penambahan spesi C2O42-) ke dalam larutan yang berkesetimbangan menyebabkan perubahan warna merah pada larutan menjadi pudar. Secara mikroskopik dijelaskan perubahan warna merah menjadi pudar karena dalam larutan terjadi penguraian spesi Fe(SCN)2+ akibat dalam larutan kekurangan spesi Fe3+. Spesi C2O42- yang ditambahkan terikat kuat pada spesi Fe3+ sehingga terbentuk spesi Fe(C2O4)33-. Hal tersebut menyebabkan sistem kesetimbangan bergeser ke arah penguraian spesi Fe(SCN)2+ menjadi spesi Fe3+ dan spesi SCN- yang lajunya lebih besar daripada pembentukan spesi Fe(SCN)2+ dari spesi Fe3+ dan spesi SCN-. Laju penguraian spesi Fe(SCN)2+ semakin lama semakin berkurang sedangkan laju pembentukan spesi Fe(SCN)2+ semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju penguraian spesi Fe(SCN)2+ akan sama dengan laju pembentukan spesi Fe(SCN)2+. Sehingga diperoleh

kesetimbangan

yang

baru

dengan

komposisi

kesetimbangan sebelum ditambahkan sedikit larutan H2C2O4.

berbeda

dari

67

Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan berikut: Fe3+ (aq) kuning pucat

+

SCN-(aq) tidak berwarna

Fe(SCN)2+ (aq) merah

Reaksi penambahan spesi C2O42-: C2O42- (aq) + Fe3+ (aq)

Fe(C2O4)33- (aq)

Pada konsep pengaruh tekanan dan volume pada arah pergeseran kesetimbangan disajikan dua penjabaran representasi kimia, yaitu: Penjabaran pertama reaksi kesetimbangan gas H2, N2, dan NH3. Level

1.

makroskopik dengan menyajikan gambar dari sistem kesetimbangan dalam tabung tertutup, sistem kesetimbangan yang tekanannya diperbesar (dengan memperkecil volume) data randemen NH3 menunjukkan peningkatan, dan sistem kesetimbangan yang tekanannya diperkecil (dengan memperbesar volume) data randemen NH3 menunjukkan penurunan. Level mikroskopik digambarkan bahwa molekul gas N2, molekul gas H2, dan molekul gas NH3 berada pada sistem kesetimbangan, pada keadaan setimbang diperjelas dengan menggunakan kotak bahwa pada saat yang sama 1 molekul gas N2 dan 3 molekul gas H2 bereaksi membentuk 2 molekul gas NH3, memiliki laju yang sama dengan 2 molekul gas NH3 yang terurai menjadi 1 molekul gas N2 dan 3 molekul gas H2. Sehingga komposisi spesi-spesi dalam sistem tetap.

68

Keadaan ketika tekanan sistem diperbesar (dengan memperkecil volume) campuran gas tidak lagi berada pada keadaan setimbang maka sistem menanggapi dengan menurunkan jumlah molekul, dengan gambaran molekuler reaksi terjadi ke arah pembentukan molekul gas NH3 dari molekul gas H2 dan molekul gas N2 lajunya lebih besar daripada penguraian molekul gas NH3 menjadi molekul gas H2 dan molekul gas N2. Laju pembentukan molekul gas NH3 semakin lama semakin berkurang sedangkan laju penguraian molekul gas NH3 semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju pembentukan molekul gas NH3 akan sama dengan laju penguraian molekul gas NH3. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum tekanan diperbesar (dengan memperkecil volume). Keadaan ketika tekanan sistem diperkecil (dengan memperbesar volume) campuran gas tidak lagi berada pada keadaan setimbang maka sistem menanggapi dengan menaikkan jumlah molekul, dengan gambaran molekuler reaksi terjadi ke arah penguraian molekul gas NH3 menjadi molekul gas H2 dan molekul gas N2 lajunya lebih besar daripada pembentukan molekul gas NH3 dari molekul gas H2 dan molekul gas N2. Laju penguraian molekul gas NH3 semakin lama semakin berkurang sedangkan laju pembentukan molekul gas NH3 semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju penguraian molekul gas NH3 akan sama dengan laju pembentukan molekul gas

NH3. Sehingga diperoleh

kesetimbangan yang baru komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum

69

tekanan diperkecil (dengan memperbesar volume). Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan berikut: N2 (g) + 3 H2 (g) 2.

2 NH3 (g)

Penjabaran kedua reaksi kesetimbangan gas NO2 dan N2O4. Level makroskopik dengan menyajikan gambar dari sistem kesetimbangan berwarna coklat dalam piston, sistem kesetimbangan yang tekanannya diperbesar (dengan memperkecil volume) warna sistem menjadi lebih pudar dari warna keadaan kesetimbangan, dan sistem kesetimbangan yang tekanannya diperkecil (dengan memperbesar volume) warna sistem menjadi lebih pekat dari warna keadaan kesetimbangan. Level mikroskopik digambarkan bahwa molekul gas NO2 dan N2O4 berada pada sistem kesetimbangan, pada keadaan setimbang diperjelas dengan menggunakan kotak bahwa pada saat yang sama 2 molekul gas NO2 bereaksi membentuk 1 molekul gas N2O4, memiliki laju yang sama dengan 1 molekul gas N2O4 terurai menjadi 2 molekul gas NO2. Sehingga komposisi spesi-spesi dalam sistem tetap. Keadaan ketika tekanan sistem diperbesar (dengan memperkecil volume) sistem tidak lagi berada pada keadaan setimbang maka sistem menanggapi dengan menurunkan jumlah molekul, dengan gambaran molekuler reaksi terjadi ke arah pembentukan molekul gas N2O4 lajunya lebih besar daripada penguraian molekul gas N2O4. Laju pembentukan molekul gas N2O4 semakin lama semakin berkurang sedangkan laju penguraian molekul gas N2O4 semakin lama semakin bertambah, hingga

70

suatu saat laju pembentukan molekul gas N2O4 akan sama dengan laju penguraian molekul gas N2O4. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum tekanan diperbesar (dengan memperkecil volume). Keadaan ketika tekanan sistem diperkecil (dengan memperbesar volume) sistem tidak lagi berada pada keadaan setimbang maka sistem menanggapi dengan menaikkan jumlah molekul, dengan gambaran molekuler reaksi terjadi ke arah penguraian molekul gas N2O4 lajunya lebih besar daripada pembentukan molekul gas N2O4. Laju penguraian molekul gas N2O4 semakin lama semakin berkurang sedangkan laju pembentukan molekul gas N2O4 semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju penguraian molekul gas N2O4 akan sama dengan laju pembentukan molekul gas N2O4. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum tekanan diperkecil (dengan memperbesar volume). Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan berikut: 2 NO2 (g) coklat

N2O4 (g) tidak berwarna

Pada konsep pengaruh suhu pada arah pergeseran kesetimbangan disajikan dua penjabaran representasi kimia, yaitu: 1.

Penjabaran pertama reaksi kesetimbangan gas NO2 dan N2O4. Level makroskopik dengan menyajikan foto dari sistem kesetimbangan berwarna

71

coklat dalam bola dumas, sistem kesetimbangan yang suhunya dinaikkan sehingga warna sistem menjadi lebih pekat dari warna keadaan kesetimbangan, dan sistem kesetimbangan yang suhunya diturunkan sehingga warna sistem menjadi lebih pudar dari warna keadaan kesetimbangan. Level mikroskopik digambarkan bahwa molekul gas NO2 dan N2O4 berada pada sistem kesetimbangan, pada

keadaan setimbang

diperjelas dengan menggunakan kotak bahwa pada saat yang sama 2 molekul gas NO2 bereaksi membentuk 1 molekul gas N2O4, memiliki laju yang sama dengan 1 molekul gas N2O4 terurai menjadi 2 molekul gas NO2. Sehingga komposisi spesi-spesi dalam wadah tetap. Keadaan ketika suhu sistem dinaikkan, campuran gas tidak lagi berada pada keadaan setimbang maka sistem akan bergeser ke arah reaksi yang menyerapkan kalor (reaksi endoterm) yaitu reaksi terjadi ke arah pembentukan molekul gas NO2, dengan laju reaksi lebih besar daripada reaksi ke arah pembentukan molekul gas N2O4. Laju ke arah pembentukan molekul gas NO2 semakin lama semakin berkurang sedangkan laju penguraian molekul gas N2O4 semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju pembentukan molekul gas NO2 akan sama dengan laju pembentukan molekul gas N2O4. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum suhu sistem dinaikkan. Keadaan ketika suhu sistem diturunkan, campuran gas tidak lagi berada pada keadaan setimbang maka sistem akan bergeser ke arah reaksi yang melepaskan kalor (reaksi eksoterm) yaitu reaksi terjadi ke arah

72

pembentukan molekul gas N2O4, dengan laju reaksi lebih besar daripada reaksi ke arah pembentukan molekul gas NO2. Laju ke arah pembentukan molekul gas N2O4 semakin lama semakin berkurang sedangkan laju penguraian molekul gas N2O4 semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju pembentukan molekul gas N2O4 akan sama dengan laju pembentukan molekul gas NO2. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum suhu sistem diturunkan. Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan berikut: N2O4 (g)

2 NO2 (g)

tidak berwarna

2.

∆H° = +58,0 kJ

coklat

Penjabaran kedua reaksi kesetimbangan mengandung campuran spesi CoCl42- yang memberikan warna biru pada larutan dan spesi Co(H2O)62+ yang memberikan warna merah muda pada larutan, berada pada sistem kesetimbangan. Sistem kesetimbangan suhunya dinaikkan memberikan perubahan warna larutan menjadi berwarna biru dan sistem kesetimbangan suhunya diturunkan memberikan perubahan warna larutan menjadi berwarna merah

muda.

Level

mikroskopik

digambarkan

bahwa

molekul

kesetimbangan dalam larutan terjadi antara spesi Co(H2O)62+ dan spesi CoCl42- jumlah spesi-spesi dalam larutannya tetap. Digambarkan pada saat yang sama 1 spesi Co(H2O)62+ berubah menjadi 1 spesi CoCl42- dan sebaliknya 1 spesi CoCl42- berubah menjadi 1 spesi Co(H2O)62+. Kedua reaksi tersebut terjadi dengan laju yang sama.

73

Keadaan ketika suhu sistem dinaikkan, sistem tidak lagi berada pada keadaan setimbang maka sistem akan bergeser ke arah reaksi yang menyerapkan kalor (reaksi endoterm) yaitu reaksi terjadi ke arah pembentukan spesi CoCl42-, dengan laju reaksi lebih besar daripada reaksi ke arah pembentukan spesi Co(H2O)62+. Laju ke arah pembentukan spesi CoCl42- semakin lama semakin berkurang sedangkan laju ke arah pembentukan spesi Co(H2O)62+ semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju pembentukan spesi CoCl42- akan sama dengan laju pembentukan spesi Co(H2O)62+. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum suhu sistem dinaikkan. Keadaan ketika suhu sistem diturunkan, sistem tidak lagi berada pada keadaan setimbang maka sistem akan bergeser ke arah reaksi yang melepaskan kalor (reaksi eksoterm) yaitu reaksi terjadi ke arah pembentukan spesi Co(H2O)62+, dengan laju reaksi lebih besar daripada reaksi ke arah pembentukan spesi CoCl42-. Laju ke arah pembentukan spesi Co(H2O)62+ semakin lama semakin berkurang sedangkan laju ke arah pembentukan spesi CoCl42- semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju pembentukan spesi Co(H2O)62+ akan sama dengan laju pembentukan spesi CoCl42-. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum suhu sistem diturunkan. Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan berikut: CoCl42- (aq) + 6 H2O (l) biru

Co(H2O)62+ (aq) + 4 Cl-(aq) merah muda

74

Pada konsep pengaruh katalis pada reaksi kimia dan arah pergeseran kesetimbangan level makroskopik dideskripsikan dengan narasi bahwa reaksi yang menggunakan katalis tidak ada perubahan pada arah pergeseran kesetimbangannya. Animasi yang dibuat digunakan untuk menunjukkan level mikroskopik

dari

konsep

pengaruh

katalis

terhadap

arah

pergeseran

kesetimbangan. Deskripsi animasi yaitu sebuah perahu yang akan melewati pulau sebagai reaktan, energi aktivasi dimisalkan jalan laut berliku yang mengelilingi pulau. Perahu harus melewati belokan pulau untuk melanjutkan perjalanan, dianalogikan dengan reaksi yang harus melewati energi aktivasi baru dapat bereaksi. Pada pulau tersebut terdapat sebuah terowongan yang merupakan jalan yang lebih pendek jaraknya melewati pulau tersebut. Misalnya ada dua perahu yang akan melewati pulau tersebut, perahu yang satu tidak dilengkapi lampu emergency dan perahu yang lain dilengkapi lampu emergency (lampu emergency dianggap sebagai katalis). Sebenarnya ada atau tidak lampu emergency pada perahu, pulau tersebut dapat dilewati, namun perahu yang dilengkapi lampu emergency akan memilih jalan terowongan yang jaraknya lebih pendek dan waktunya lebih singkat. Level simbolik digambarkan grafik perbedaan energi aktivasi reaksi yang menggunakan katalis dan reaksi yang tidak menggunakan katalis.

75

Gambar 4.3. Grafik perbedaan energi aktivasi reaksi yang menggunakan katalis dan reaksi yang tidak menggunakan katalis. Keterangan: Ea1 = energi aktivasi reaksi yang tidak melibatkan katalis Ea2 = energi aktivasi reaksi yang melibatkan katalis

4.3.1

Analisis Kesesuaian Representasi Kimia (Level Makroskopik, Mikroskopik, dan Simbolik) dengan Konsep pada Materi Pokok Kesetimbangan Kimia Penjabaran representasi kimia (level makroskopik, mikroskopik, dan

simbolik yang telah disusun kemudian divalidasi oleh tiga orang guru kimia dan dua orang dosen kimia. Validasi bertujuan untuk melihat kesesuaian antara konsep dengan representasi kimia yang dijabarkan. Setelah dilakukan validasi, terdapat masukan yang dapat digunakan untuk mengembangkan strategi pembelajaran intertekstual pada materi pokok kesetimbangan kimia. Hasil validasi kesesuaian konsep dengan representasi kimia (level makroskopik, mikroskopik, dan simbolik) dapat dilihat pada Lampiran 6 halaman 140-173. Setelah dilakukan validasi terdapat saran dan masukan baik dari guru maupun dosen

76

kimia. Pada umumnya guru maupun dosen kimia memberikan masukan mengenai pengembangan dari ketiga aspek yang membutuhkan keterkaitan yang erat sehingga menjadi satu konsep utuh dengan pemaparan materi yang lengkap sehingga mudah dipahami siswa. Pada konsep reaksi dapat balik berdasarkan masukan dan saran tetap digunakan pemanasan senyawa anhidrat karena senyawanya mudah dijumpai pada laboratorium sekolah dan reaksinya mudah diamati dengan kasat mata. Selain itu, contoh kesetimbangan ini diharapkan mempermudah siswa untuk dapat menentukan konsep bahwa reaksi dapat balik adalah reaksi yang berlangsung dalam dua arah yaitu ke arah produk dan ke arah reaktan. Pada konsep reaksi kesetimbangan berdasarkan masukan dan saran dari validator dan dosen pembimbing digunakan reaksi kesetimbangan spesi Fe3+, SCN- dan Fe(SCN)2+. Orientasi penekanan materi adalah pada masih adanya spesi reaktan pada keadaan kesetimbangan, sehingga reaksi kesetimbangan adalah reaksi kimia yang menunjukkan keadaan konsentrasi masing-masing spesi baik produk maupun reaktan di dalam sistem reaksi tidak berubah terhadap waktu dan suhu tertentu. Dan keadaan kesetimbangan adalah ketika secara makroskopik tidak ada lagi perubahan yang dapat diamati terhadap perubahan waktu pada suhu tertentu. Kemudian mengkaji mengenai apa yang terjadi secara molekulernya bahwa reaksi masih berlangsung untuk meneruskan penggalian pengetahuan dan kemampuan berpikir siswa sehingga sampai pada konsep keadaan kesetimbangan dinamis. Reaksi kesetimbangan yang secara molekuler terus menerus terjadi reaksi ke arah produk maupun ke arah reaktan dengan laju yang sama

77

menandakan bahwa kesetimbangan tersebut bersifat dinamis. Sehingga dari penguraian materi tersebut dapat diperoleh dua konsep sekaligus yaitu konsep reaksi kesetimbangan dan konsep keadaan kesetimbangan dinamis. Alternatif lain yaitu untuk menemukan konsep kesetimbangan dinamis dapat digunakan pengamatan pada proses pemanasan air pada wadah tertutup, dimana fenomena tersebut sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Validator dan dosen pembimbing menyatakan konsep kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen yang dijabarkan sesuai dengan representasi kimia. Pada konsep pengaruh konsentrasi pada arah pergeseran kesetimbangan, validator dan dosen pembimbing memberi masukan dan saran untuk penekanan konsep ini harus jelas, karena gambaran mikroskopiknya dapat memberikan miskonsepsi tentang pemisalan warna spesi yang dikhawatirkan siswa memiliki persepsi bahwa bentuk ataupun warnanya sama dengan yang terdapat pada animasi yang ditampilkan. Pada konsep pengaruh tekanan dan volume pada arah pergeseran kesetimbangan, berdasarkan masukan dan saran dari validator dan dosen pembimbing untuk konsep ini digunakan penjabaran reaksi kesetimbangan gas NO2 dan N2O4, karena secara makroskopik memberikan warna sistem kesetimbangan yang dapat diamati. Untuk penjabaran reaksi kesetimbangan gas H2, N2, dan NH3 tidak memberikan warna pada sistem kesetimbangannya dan makroskopik dapat teramati dari data randemen gas NH3 yang dihasilkan. Hal ini dianggap masih abstrak untuk disajikan pada siswa dalam menggali konsep pengaruh tekanan dan volume pada arah pergeseran kesetimbangan.

78

Penjabaran konsep pengaruh suhu pada arah pergeseran kesetimbangan, berdasarkan masukan dan saran dari validator dan dosen pembimbing digunakan reaksi kesetimbangan gas NO2 dan N2O4, karena secara makroskopik memberikan warna sistem kesetimbangan yang dapat diamati, dan secara mikroskopik bentuk penggambaran molekulnya sederhana. Untuk penjabaran reaksi kesetimbangan spesi

Co(H2O)62+

dan

spesi

CoCl42-

walaupun

memberikan

gambaran

makroskopik pada pengaruh suhu terhadap sistem kesetimbangannya, namun penggambaran secara molekuler untuk kedua spesi ini cukup rumit disajikan pada siswa

dalam

menggali

konsep

pengaruh

suhu

pada

arah

pergeseran

kesetimbangan. Pada konsep pengaruh katalis pada reaksi kesetimbangan dan terhadap arah pergeseran kesetimbangan, berdasarkan masukan dan saran dari validator dan dosen pembimbing untuk konsep ini sebenarnya animasi yang digunakan dapat membedakan kondisi dari suatu reaksi yang menggunakan katalis akan berlangsung lebih cepat dan yang tidak menggunakan katalis akan berlangsung lebih lambat. Setelah pemahaman tersebut diperoleh siswa, guru menggali pengetahuan siswa tentang bagaimana pengaruh katalis jika diterapkan pada reaksi kesetimbangan yang reaksinya berlangsung ke arah produk dan ke arah reaktan.

79

4.4

Deskripsi Pembelajaran dengan Strategi Pembelajaran Intertekstual pada Materi Pokok Kesetimbangan Kimia Deskripsi pembelajaran dengan strategi pembelajaran intertekstual disusun

dengan tujuan siswa tidak mengalami miskonsepsi dalam mempelajari konsep pada materi pokok kesetimbangan kimia. Deskripsi pembelajaran ini berisi gambaran kegiatan guru dan siswa serta penjabaran penekanan pada konsepkonsep yang terkait pada kepentingan siswa dalam mempelajari konsep tersebut. Guru memberi salam sebagai pembuka kegiatan pembelajaran. Kemudian guru menyajikan foto es dan es yang mencair dengan tujuan siswa mengamati bahwa terdapat peristiwa yang berlangsung dapat balik yaitu melalui proses mencair dan proses membeku. Selain itu, guru menyajikan foto dari kertas yang dibakar akan berubah menjadi abu dengan tujuan siswa mengamati bahwa terdapat peristiwa yang berlangsung searah dan tidak dapat balik. Guru mengarahkan siswa pada fokus pembelajaran yang akan dipelajari adalah pada reaksi dapat balik guru menyajikan foto senyawa hidrat CuSO4.5H2O dan senyawa anhidrat CuSO4 kemudian siswa digali kemampuannya untuk menganalisis level makroskopik yaitu dalam mengidentifikasi sifat dari senyawa yang ditampilkan. Kemudian ditampilkan animasi untuk membantu siswa memahami reaksi dapat balik melalui penggambaran secara molekuler, dan selama penampilan animasi berlangsung guru terus menggali pengetahuan siswa dengan pertanyaan-pertanyaan yang dapat merujuk pada penemuan konsep reaksi dapat balik. Setelah siswa memahami gambaran makroskopik dan mikroskopik konsep reaksi dapat balik, kemudian siswa diminta untuk menuliskan persamaan

80

reaksi yang terjadi. Setelah tiga level representasi kimia tergali pada pengetahuan siswa kemudian guru meminta siswa untuk menarik kesimpulan mengenai reaksi dapat balik. Dalam penjabaran konsep reaksi kesetimbangan digunakan contoh reaksi kesetimbangan yang pada umumnya reaksi ini digunakan untuk menjelaskan pengaruh konsentrasi pada arah pergeseran kesetimbangan. Penekanan pada konsep ini adalah siswa mengetahui bahwa pada keadaan kesetimbangan konsentrasi spesi-spesi dalam sistem reaksi tidak berubah. Selain itu, ada kepentingan lain yang dapat dimunculkan yaitu dengan memberikan suatu pembuktian bahwa pada reaksi kesetimbangan masih ditemukan spesi reaktan Guru menyajikan foto dari larutan FeCl3, larutan NaSCN sebagai gambaran makroskopik, kemudian guru meminta siswa untuk diidentifikasi warna larutan tersebut sebelum direaksikan dan mengamati perubahan yang terjadi saat keduanya direaksikan terbentuk warna merah pada larutan. Dengan menyajikan gambar reaksi pada kesetimbangan guru menekankan bahwa perubahan warna pada reaksi akan terus berlangsung hingga diperoleh satu keadaan dimana warna larutan sudah tidak berubah lagi seiring dengan bertambahnya waktu. Guru memfasilitasi siswa dengan menampilkan animasi yang dapat membantu siswa dalam memahami reaksi secara molekuler. Dari animasi tersebut tampak spesi apa saja yang ada dalam larutan dan berperan dalam sistem reaksi kesetimbangan. Dalam sistem kesetimbangan secara molekuler jelas bahwa pada kondisi tersebut terdapat laju pembentukan ke arah produk sama dengan laju ke arah reaktan tapi konsep pemahaman ini digunakan untuk menggambarkan

81

keadaan kesetimbangan dinamis. Penekanan pada keadaan setimbang adalah pada konsentrasi spesi-spesi nya tetap terhadap perubahan waktu pada suhu tertentu. Kepentingan lain yang dimunculkan dalam animasi adalah dengan keadaan penambahan sedikit larutan reaktan pada arah kesetimbangan. Dalam hal ini akan menghasilkan warna larutan yang semakin pekat dari warna larutan saat berkesetimbangan. Penekanan konsep yang dilakukan pada siswa adalah masih ditemukannya spesi reaktan dalam keadaan kesetimbangan. Dalam reaksi ini adalah dengan dihasilkannya warna merah saat larutan FeCl3 ditambahkan pada larutan. Warna merah menunjukkan terbentuknya spesi Fe(SCN)2+ yang semakin banyak di dalam larutan. Artinya spesi Fe3+ yang ditambahkan bereaksi dengan spesi apa yang ada dalam larutan untuk membentuk spesi Fe(SCN)2+, hal tersebut memberikan pemahaman pada siswa bahwa spesi Fe3+ yang ditambahkan bereaksi dengan spesi SCN- yang masih terdapat dalam larutan. Begitu juga dengan penambahan sedikit larutan NaSCN pada sistem kesetimbangan akan memberikan gambaran yang sama bahwa masih ditemukan spesi Fe3+ sebagai reaktan dalam sistem reaksi yang berkesetimbangan. Kemudian untuk menjelaskan keadaan kesetimbangan dinamis dapat dilakukan dengan melanjutkan eksplorasi terhadap konsep kesetimbangan kimia. Dengan memperhatikan tampilan animasi dengan laju dari molekul saat kesetimbangan ke arah produk maupun reaktan sama dapat membantu siswa memahami bahwa keadaan tersebut akan terus menerus berlangsung seperti itu jika tidak dilakukan perlakuan terhadap sistem kesetimbangan tersebut. Keadaan yang menyatakan bahwa reaksi tersebut berlangsung terus menerus secara

82

molekuler digunakan sebagai pengetahuan untuk siswa menyimpulkan konsep kesetimbangan dinamis. Dengan mengetahui bagaimana secara makroskopik dari suatu sistem kesetimbangan dan bagaimana keadaan secara molekuler saat kesetimbangan berlangsung maka siswa diarahkan untuk dapat menyimpulkan keadaan

kesetimbangan

dinamis

adalah

suatu

keadaan

dimana

secara

makroskopik sudah tidak terdapat perubahan yang dapat diamati (seolah-olah reaksi berhenti) dan secara mikroskopik ternyata reaksinya terus menerus berlangsung ke arah produk dan ke arah reaktan dengan laju yang sama. Konsep kesetimbangan dan kesetimbangan dinamis secara simbolik dapat dijelaskan menggunakan grafik perubahan konsentrasi terhadap waktu pada reaksi kesetimbangan. Misalnya untuk contoh reaksi kesetimbangan antara gas NO2 dan N2O4. Pada waktu yang sama konsentrasi N2O4 awalnya banyak jumlahnya berkurang seiring dengan terbentuknya NO2. Konsentrasi NO2 terus meningkat sampai pada suatu titik tertentu tidak terjadi lagi perubahan konsentrasi. Pada waktu tersebut dikatakan reaksi mencapai keadaan setimbang yaitu pada saat digambarkan grafiknya garis lurus.

Gambar 4.4. Grafik perubahan konsentrasi terhadap waktu pada sistem kesetimbangan N2O4 dan NO2.

83

Pada waktu yang sama grafik menunjukkan laju penguraian N2O4 semakin lambat dan laju pembentukan NO2 semakin cepat. Pada suatu titik tertentu laju penguraian N2O4 sama dengan laju pembentukan NO2. Pada waktu tersebut dikatakan reaksi mencapai keadaan setimbang yaitu pada saat digambarkan grafiknya garis lurus.

Gambar 4.5. Grafik perubahan laju terhadap waktu pada sistem kesetimbangan N2O4 dan NO2.

Grafik tersebut keduanya merupakan grafik yang menunjukkan keadaan suatu reaksi berada pada keadaan kesetimbangan. Namun kedua grafik tersebut memiliki spesifikasi masing-masing. Penekanan untuk karakteristik dari grafik konsentrasi terhadap waktu adalah tidak pernah ditemukan konsentrasi produk dan reaktan yang bertemu di satu titik kemudian terbentuk garis lurus berimpit. Garis lurus dapat terbentuk setelah suatu titik dari produk dan reaktan yang menunjukkan konsentrasi tertentu dimana sebelumnya konsentrasi produk meningkat dan reaktan berkurang hingga suatu saat sistem memiliki konsentrasi yang tidak berubah terhadap waktu. Keadaan demikian dapat dikatakan sistem tersebut berada dalam kesetimbangan dan tidak pernah ditemukan satu titik temu

84

antara produk dan reaktan pada grafik perubahan waktu terhadap laju hingga suatu saat sistem memiliki konsentrasi yang tidak berubah terhadap waktu disebut sistem berada dalam kesetimbangan. Pentingnya penekanan pada konsep kesetimbangan adalah berdasarkan penelitian dari Astuti, R., guru kimia di Purworejo dan argumen dari siswanya banyak menyatakan bahwa kesetimbangan akan berlangsung setelah reaktan bereaksi membentuk produk kemudian jumlahnya sama, kemudian sistem tersebut baru akan mengalami kesetimbangan dengan laju ke arah produk maupun ke arah reaktan sama. Ada juga yang mengatakan ketika suatu reaksi konsentrasinya sudah

sama

antara

produk

dan

reaktan

maka

reaksi

tersebut

akan

berkesetimbangan dengan laju ke arah produk maupun ke arah reaktan sama. Untuk hal yang demikian pada pembelajaran yang menggunakan strategi pembelajaran intertekstual hal tersebut berusaha diluruskan dengan menekankan bahwa pada keadaan kesetimbangan reaktan masih ditemukan. Kemudian membenarkan konsepsi tentang proses kesetimbangan bahwa dari awal ketika reaktan dan produk direaksikan ternyata kesetimbangan telah berlangsung, hanya saja karena produk yang terbentuk sedikit maka laju ke arah penguraian produk masih lambat dibandingkan laju ke arah pembentukan produk. Jadi merupakan konsep yang salah jika kesetimbangan terjadi setelah terbentuk sejumlah produk dan setelah jumlahnya sama baru reaksi berkesetimbangan, tetapi konsep yang benar adalah kesetimbangan telah terjadi dari sejak awal reaksi terbentuk produk hanya laju ke arah pembentukan produk dan penguraian produk berbeda.

85

Penekanan untuk grafik perubahan laju terhadap waktu adalah selalu ditemukan konsentrasi produk dan reaktan yang bertemu di satu titik kemudian terbentuk garis lurus berimpit. Garis lurus tersebut dapat terbentuk setelah titik temu dari produk dan reaktan pada laju yang sama sehingga menunjukkan bahwa keadaan laju pembentukan produk sama dengan laju penguraian reaktan disebut reaksi berada pada keadaan kesetimbangan. Jadi, point penting dalam hal ini adalah bukan ditemukannya konsentrasi produk dan reaktan yang sama pada saat kesetimbangan, melainkan konsentrasi produk dan reaktan tetap pada saat kesetimbangan. Sedangkan yang memiliki harga sama pada saat kesetimbangan adalah laju ke arah produk dan laju ke arah reaktan. Dalam konsep kesetimbangan homogen dan heterogen siswa dituntut untuk dapat menyimpulkan kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen berdasarkan fasa dari spesi-spesi yang bereaksi. Pengetahuan prasyarat mengenai sifat fasa harus diketahui siswa, Apa saja ciri khas yang mengidentifikasikan fasa padat, fasa cair, fasa gas, dan fasa aqueous. Guru menyajikan gambar secara makroskopik kemudian diberikan pertanyaanpertanyaan yang berkaitan dengan konsep kesetimbangan homogen dan heterogen, kemudian disajikan gambaran molekulernya dan guru terus menggali pengetahuan

siswa

dengan

pertanyaan-pertanyaan

yang

merujuk

pada

menyimpulkan pada konsep. Akhirnya siswa diminta untuk menuliskan persamaan reaksi yang terdapat pada tampilan animasi lengkap dengan fasanya, kemudian guru meminta siswa menarik kesimpulan mengenai keetimbangan homogen dan heterogen. Penekanan konsep mengenai kesetimbangan homogen

86

dan heterogen dalam pembelajaran ini adalah siswa dapat membedakan mana kesetimbangan homogen dan mana kesetimbangan heterogen. Pada

konsep

pengaruh

konsentrasi

terhadap

arah

pergeseran

kesetimbangan digunakan materi yang sama dengan reaksi kesetimbangan namun penekanan konsepnya berbeda. Konsep ini lebih ditekankan pada setelah penambahan sedikit reaktan (larutan FeCl3 dan larutan NaSCN) maka perubahan yang tampak adalah warna larutan yang merahnya semakin pekat. Kemudian guru menampilkan animasi untuk memberi pemahaman pergeseran arah kesetimbangan secara mikroskopik. Dari tinjauan mikroskopik warna merah yang dominan dikarenakan terbentuknya spesi Fe(SCN)2+ semakin banyak, artinya laju reaksi pembentukan spesi Fe(SCN)2+ berlangsung lebih cepat. Hal penting yang harus ditekankan adalah saat terjadi pergeseran kesetimbangan, reaksi tetap berlangsung ke arah produk maupun ke arah reaktan hanya saja laju dari reaksi tersebut berbeda. Dalam reaksi yang ditampilkan dalam animasi terlihat bahwa pada saat penambahan reaktan (larutan FeCl3 dan larutan NaSCN) maka laju ke arah pembentukan spesi Fe(SCN)2+ sangat cepat dibandingkan dengan laju ke arah penguraian spesi Fe(SCN)2+. Laju pembentukan spesi Fe(SCN)2+ akan semakin lambat dan laju penguraian spesi Fe(SCN)2+ akan semakin cepat seiring dengan bertambahnya waktu, hingga suatu saat laju ke arah pembentukan spesi Fe(SCN)2+ dan laju ke arah penguraian spesi Fe(SCN)2+ akan sama. Artinya terbentuk keadaan kesetimbangan yang baru karena komposisinya berbeda dengan komposisi kesetimbangan sebelum ditambahkan reaktan (larutan FeCl3 dan larutan NaSCN).

87

Penambahan sedikit larutan H2C2O4 (penambahan spesi C2O42-) ke dalam larutan yang berkesetimbangan menyebabkan perubahan warna merah pada larutan menjadi pudar. Kemudian dari animasi yang ditampilkan guru memberikan gambaran secara mikroskopik. Dari tinjauan mikroskopik dijelaskan perubahan warna merah menjadi pudar karena dalam larutan terjadi penguraian spesi Fe(SCN)2+ akibat dalam larutan kekurangan spesi Fe3+. Spesi C2O42- yang ditambahkan terikat kuat pada spesi Fe3+ sehingga terbentuk spesi Fe(C2O4)33-. Hal tersebut menyebabkan sistem kesetimbangan bergeser ke arah penguraian spesi Fe(SCN)2+ yang lajunya lebih besar daripada pembentukan spesi Fe(SCN)2+. Laju penguraian spesi Fe(SCN)2+ akan semakin lambat dan laju pembentukan spesi Fe(SCN)2+ akan semakin cepat seiring dengan bertambahnya waktu, hingga suatu saat laju ke arah spesi penguraian Fe(SCN)2+ dan laju ke arah pembentukan spesi Fe(SCN)2+ akan sama. Artinya terbentuk keadaan kesetimbangan yang baru karena komposisinya berbeda dengan komposisi kesetimbangan sebelum ditambahkan sedikit larutan H2C2O4. Guru dalam hal ini penting memberikan penekanan pada konsep yang harus dipahami siswa secara benar. Karena berdasarkan pengalaman pribadi pembelajaran pada konsep arah pergeseran kesetimbangan konsentrasi biasanya konsep ini dihapalkan seperti jika reaktan ditambahkan maka kesetimbangan bergeser ke arah produk dan sebaliknya jika ditambahkan reaktan maka reaksi bergeser ke arah produk. Hal tersebut dihapalkan tanpa mengetahui sebenarnya bagaimana proses pergeseran tersebut berlangsung pada spesi-spesi yang berlangsung pada kesetimbangan. Konsep yang dihapal sifatnya sementara karena

88

dalam suatu kondisi konsep yang dihapal bisa lupa, sedangkan jika konsep tersebut sifatnya dipahami hanya dengan menelaah dan menganalisisnya konsep yang dipahami tidak akan lupa. Pengkajian grafik atau level simbolik diharapkan dapat memberikan gambaran kepada siswa mengenai komposisi kesetimbangan setelah diberikan pengaruh konsentrasi pada sistem tersebut. Contohnya pada reaksi kesetimbangan pada pembentukan amonia. Saat sistem ditambahkan H2, maka sistem berusaha mereduksi seoptimal mungkin dengan mengurangi gangguan sekecil mungkin, sebagian H2 yang ditambahkan akan bereaksi dengan sejumlah tertentu N2 yang terdapat pada sistem kesetimbangan membentuk NH3. Akibatnya, konsentrasi N2 dalam

kesetimbangan

berkurang

sedangkan

konsentrasi

NH3

dalam

kesetimbangan bertambah mengakibatkan posisi kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan NH3 (ke arah kanan). Reaksi terus berlangsung hingga terbentuk kembali keadaan kesetimbnagan, maka campuran reaksi dalam kesetimbangan baru memiliki komposisi berbeda dengan komposisi sebelum ada gangguan. Dalam hal ini konsentrasi NH3 lebih besar dari sebelumnya, konsentrasi N2 menjadi lebih sedikit, sedangkan konsentrasi H2 lebih besar dari sebelumnya (tetapi tidak sama dengan jumlah total H2 dalam kesetimbangan lama dengan H2 yang ditambahkan).

89

Gambar 4.6. Grafik pengaruh penambahan konsentrasi H2 terhadap keadaan kesetimbangan pada reaksi pembentukan amonia.

Pada konsep pengaruh tekanan dan volume pada arah pergeseran kesetimbangan digunakan reaksi kesetimbangan gas NO2 dan N2O4. Perubahan tekanan sistem menyebabkan tekanan parsial komponen di dalam sistem juga berubah. Peningkatan tekanan sistem akan mengubah volume sistem menjadi lebih kecil akibat dari sifat fasa gas yang dapat dimampatkan. Level makroskopik dengan menyajikan gambar dari sistem kesetimbangan berwarna coklat dalam piston. Level mikroskopik digambarkan bahwa molekul gas NO2 dan N2O4 berada pada sistem kesetimbangan, pada keadaan setimbang diperjelas dengan menggunakan kotak bahwa pada saat yang sama 2 molekul gas NO2 bereaksi membentuk 1 molekul gas N2O4, memiliki laju yang sama dengan 1 molekul gas N2O4 terurai menjadi 2 molekul gas NO2. Sehingga komposisi spesi-spesi dalam sistem tetap. Keadaan ketika tekanan sistem diperbesar (dengan memperkecil volume) secara makroskopik warna sistem menjadi lebih pudar dari warna keadaan kesetimbangan. Tekanan gas disebabkan oleh tumbukan molekul-molekul gas

90

terhadap dinding wadah yang besarnya berbanding lurus dengan jumlah molekul. Makin banyak jumlah molekul makin tinggi tekanan yang ditimbulkannya. Perubahan warna secara makroskopik menandakan sistem tidak lagi berada pada keadaan setimbang maka sistem menanggapi dengan menurunkan jumlah molekul. Perubahan warna yang tampak dapat dijelaskan dengan animasi yang memberikan gambaran molekuler reaksi terjadi ke arah pembentukan molekul gas N2O4 lajunya lebih besar daripada penguraian molekul gas N2O4. Laju pembentukan molekul gas N2O4 semakin lama semakin berkurang sedangkan laju penguraian molekul gas N2O4 semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju pembentukan molekul gas N2O4 akan sama dengan laju penguraian molekul gas N2O4. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru dengan komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum tekanan diperbesar (dengan memperkecil volume). Keadaan ketika tekanan sistem diperkecil (dengan memperbesar volume) warna sistem menjadi lebih pekat dari warna keadaan kesetimbangan, artinya sistem tidak lagi berada pada keadaan setimbang. Sistem menanggapi gangguan dengan menaikkan jumlah molekul, yang dapat dilihat gambaran molekulernya pada animasi yang ditampilkan reaksi terjadi ke arah penguraian molekul gas N2O4 lajunya lebih besar daripada pembentukan molekul gas N2O4. Laju penguraian molekul gas N2O4 semakin lama semakin berkurang sedangkan laju pembentukan molekul gas N2O4 semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju penguraian molekul gas N2O4 akan sama dengan laju pembentukan molekul gas N2O4. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru komposisi

91

berbeda dari kesetimbangan sebelum tekanan diperkecil (dengan memperbesar volume). Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan serta warna dari spesi-spesinya. 2 NO2 (g) coklat

Pemahaman

N2O4 (g) tidak berwarna

tentang

terjadinya

proses

pergeseran

kesetimbangan

sebaiknya lebih ditekankan pada level mikroskopik walaupun pada level makroskopik sudah dapat dilihat perubahan warnanya. Hanya jika diberikan contoh reaksi kesetimbangan lain dengan warna sistem yang berbeda siswa akan kesulitan jika tidak mengetahui analisis secara mikroskopiknya. Sebelum mempelajari konsep pengaruh suhu pada arah pergeseran kesetimbangan, guru mengingatkan kembali mengenai reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Reaksi dikaji dari sudut pandang apakah membutuhkan atau melepaskan kalor. Selain itu, harga entalpi dari reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Kemudian guru dapat menggunakan reaksi kesetimbangan gas NO2 dan N2O4 karena mempermudah pemahaman siswa karena dari segi mikroskopik telah digunakan sistem kesetimbangannya pada konsep sebelumnya tentang pengaruh tekanan atau volume pada arah pergeseran kesetimbangan. Level makroskopik dengan menyajikan gambar dari sistem kesetimbangan berwarna coklat dalam bola dumas. Level mikroskopik digambarkan bahwa molekul gas NO2 dan N2O4 berada pada sistem kesetimbangan, pada keadaan setimbang diperjelas dengan menggunakan kotak bahwa pada saat yang sama

92

2 molekul gas NO2 bereaksi membentuk 1 molekul gas N2O4, memiliki laju yang sama dengan 1 molekul gas N2O4 terurai menjadi 2 molekul gas NO2. Sehingga komposisi spesi-spesi dalam sistem tetap. Keadaan ketika suhu sistem dinaikkan secara makroskopik warna sistem menjadi lebih pekat dari warna keadaan kesetimbangan, misalnya dengan menempatkan campuran reaksi ke penangas air panas, maka kalor masuk ke sistem tersebut. Perubahan warna secara makroskopik menandakan sistem tidak lagi berada pada keadaan setimbang, sistem melakukan perubahan dengan cara mengambil kalor yang masuk kemudian menggeser posisi kesetimbangan ke arah yang menyerapkan kalor. Dalam hal ini, kesetimbangan bergeser ke arah kiri atau ke arah endoterm. Perubahan warna yang tampak dapat dijelaskan dengan animasi yang memberikan gambaran molekuler reaksi terjadi ke arah pembentukan molekul gas NO2 lajunya lebih besar daripada pembentukan molekul gas N2O4. Laju pembentukan molekul gas NO2 semakin lama semakin berkurang sedangkan laju pembentukan molekul gas N2O4 semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju pembentukan molekul gas N2O4 akan sama dengan laju penguraian molekul gas N2O4. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum suhu dinaikkan. Keadaan ketika suhu sistem diturunkan secara makroskopik warna sistem menjadi lebih pudar dari warna keadaan kesetimbangan, misalnya dengan menempatkan campuran reaksi ke dalam bak pendingin, maka kalor dikeluarkan dari sistem tersebut. Perubahan warna secara makroskopik menandakan sistem tidak lagi berada pada keadaan setimbang, sistem melakukan perubahan dengan

93

cara mengganti kalor yang telah keluar dengan menggeser posisi kesetimbangan ke arah yang melepaskan kalor. Dalam hal ini, kesetimbangan bergeser ke arah kanan atau ke arah eksoterm. Perubahan warna yang tampak dapat dijelaskan dengan animasi yang memberikan gambaran molekuler reaksi terjadi ke arah pembentukan molekul gas N2O4 lajunya lebih besar daripada pembentukan molekul gas NO2. Laju pembentukan molekul gas N2O4 semakin lama semakin berkurang sedangkan laju pembentukan molekul gas NO2 semakin lama semakin bertambah, hingga suatu saat laju pembentukan molekul gas N2O4 akan sama dengan laju pembentukan molekul gas NO2. Sehingga diperoleh kesetimbangan yang baru komposisi berbeda dari kesetimbangan sebelum suhu diturunkan. Level simbolik reaksi ini digambarkan dengan persamaan reaksi kesetimbangan beserta warna dari spesinya. 2 NO2 (g) coklat

N2O4 (g) tidak berwarna

Pada konsep pengaruh katalis pada kesetimbangan kimia dan terhadap arah pergeseran kesetimbangan, siswa diberikan animasi perbandingan suatu reaksi yang menggunakan katalis atau tidak. Siswa diberikan pertanyaanpertanyaan yang mengarahkan ke arah penemuan konsep bagaimana kerja katalis. Katalis berfungsi untuk mempercepat reaksi, sehingga untuk diterapkan pada konsep reaksi kesetimbangan siswa akan paham bahwa katalis akan bekerja ke arah produk dan ke arah reaktan. Jadi, hindari penafsiran siswa bahwa katalis tidak mempengaruhi reaksi kesetimbangan tetapi katalis tidak mempengaruhi arah pergeseran kesetimbangan. Pada reaksi kesetimbangan katalis tetap bekerja

94

mempercepat reaksi dalam arti jika suatu reaktan direaksikan maka dengan penambahan katalis proses pencapaian keadaan kesetimbangan akan lebih cepat tercapai dibandingkan reaksi yang tidak ditambahkan katalis.