BAB IV TEMUAN DAN PEMBAHASAN
Untuk mengembangkan strategi pembelajaran pada materi titrasi asam basa dilakukan tiga tahap yaitu tahap pertama melakukan analisis standar kompetensi dan kompetensi dasar dalam standar isi untuk mendapatkan indikator dan konsep yang sesuai dengan standar kompetensi dan kompetensi dasar. Tahap kedua yaitu melakukan pengembangan representasi kimia submateri pokok titrasi asam basa serta tahap terakhir yaitu pengembangan deskripsi pembelajaran.
4.1 Merumuskan Indikator dan Konsep pada Materi Titrasi Asam Basa Untuk merumuskan indikator dan konsep dapat dilakukan melalui dua tahap. Tahap pertama yaitu melakukan analisis standar kompetensi dan kompetensi dasar dan tahap kedua yaitu validasi kesesuaian indikator dengan standar kompetensi dan kompetensi dasar dan kesesuaian konsep dengan indikator:
4.1.1 Analisis Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar yang dianalisis terdapat dalam standar isi. Standar isi tersebut terdapat dalam Peraturan Pemerintah No.22 tahun 2006. Standar Isi mencakup lingkup materi minimal dan tingkat kompetensi minimal untuk mencapai kompetensi lulusan minimal
35
36
pada jenjang dan jenis pendidikan tertentu materi titrasi asam basa merupakan salah satu materi pelajaran yang diberikan di SMA kelas XI semester genap. Standar kompetensi merupakan seperangkat kompetensi yang dibakukan dan harus dicapai siswa sebagai hasil belajarnya dalam setiap satuan pendidikan. Kompetensi dasar adalah rincian dari standar kompetensi, berisi pengetahuan, keterampilan dan sikap yang secara minimal harus dikuasai siswa. Standar kompetensi dan kompetensi dasar merupakan arah dan landasan untuk mengembangkan materi pokok kegiatan pembelajaran dan indikator pencapaian kompetensi untuk penilaian. Adapun standar kompetensi dan kompetensi dasar untuk materi titrasi asam basa adalah sebagai berikut.
Tabel 4.1 Rincian Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar
Memahami sifat-sifat larutan asam- Menghitung banyaknya pereaksi basa,
metode
terapannya
pengukuran,
dan dan hasil reaksi dalam larutan elektrolit dari hasil titrasi asam basa
37
Standar kompetensi dan kompetensi dasar dalam standar isi dianalisis untuk mendapatkan indikator dan konsep yang akan digunakan sebagai acuan pengembangan strategi pembelajaran pada materi titrasi asam basa. Indikator merupakan penanda pencapaian kompetensi dasar yang ditandai oleh perubahan perilaku yang dapat diukur yang mencakup sikap, pengetahuan, dan keterampilan. Dari indikator tersebut kemudian dikembangkan konsep-konsep yang dianggap dapat mencapai indikator yang diharapkan. Materi titrasi asam basa ini dipelajari pada kelas XI semester genap. Untuk mempelajari materi ini siswa diharapkan sudah menerima materi tentang kesetimbangan, teori asam basa, larutan penyangga dan hidrolisis. Jadi seharusnya materi titrasi asam basa ini diberikan setelah semua materi tersebut diatas diberikan agar lebih mempermudah siswa dalam memahami materi titrasi asam basa ini. Berdasarkan kompetensi dasar diatas didapatkan rumusan beberapa indikator dan konsep yang ditunjukkan dalam Tabel 4.2, sebagai berikut:
Tabel 4.2 Rincian Indikator dan Konsep Sebelum Validasi Indikator 1. Mendeskripsikan prinsip titrasi asam
Konsep
Reaksi antara asam dan basa menghasilkan garam dan air disebut reaksi penetralan.
38
basa
Proses penentuan kadar suatu larutan asam atau basa berdasarkan reaksi asam basa disebut titrasi asam basa.
Proses
titrasi
melibatkan
larutan
dengan
konsentrasi yang diketahui (titran), zat yang akan ditentukan konsentrasinya (titer), dan indikator. 2. Menjelaskan proses
titrasi asam basa
Proses titrasi dapat dibagi menjadi beberapa tahap berdasarkan pH larutan yaitu tahap awal titrasi, titik ekivalen, titik akhir dan tahap setelah titik akhir.
Dari keempat proses titrasi tersebut dapat dibuat grafik dari pH terhadap penambahan titran yang disebut dengan kurva titrasi.
3. Menentukan kadar zat
Proses titrasi asam kuat dengan basa kuat
Proses titrasi asam kuat dengan basa lemah
Proses titrasi asam lemah dengan basa kuat
Pada saat titik ekivalen:
dan pKa atau pKb dari
mol H+ = mol OH-
data hasil titrasi.
oleh karena itu untuk menentukan kadar zat yang ingin diketahui dapat digunakan persamaan :
39
a x Masam x Vasam = b x Mbasa x Vbasa
pKa dapat ditentukan melalui nilai pH untuk titrasi asam lemah dengan basa kuat pada saat konsentrasi
asam
lemah
sama
dengan
konsentrasi garam yang terbentuk.
pKb dapat ditentukan melalui nilai pOH untuk titrasi basa lemah dengan asam kuat, pada saat konsentrasi
basa
lemah
sama
dengan
konsentrasi garam yang terbentuk.
Dalam merumuskan indikator penggunaan kata kerja operasional (KKO) indikator dimulai dari tingkatan berpikir mudah ke sukar, sederhana ke kompleks, dekat ke jauh, dan dari konkrit ke abstrak (bukan sebaliknya). Oleh karena itu sebagai indikator pertama agar siswa dapat menghitung banyaknya pereaksi dan hasil reaksi dalam larutan elektrolit dari hasil titrasi asam basa, siswa terlebih dahulu harus mengetahui apa prinsip dasar dari titrasi asam basa. Konsep yang dikembangkan untuk mencapai indikator ini yaitu prinsip dari titrasi asam basa adalah reaksi netralisasi. Dan bagian-bagian dari titrasi yaitu larutan dengan konsentrasi yang diketahui (titran), zat yang akan ditentukan konsentrasinya, dan indikator.
40
Setelah itu siswa harus mampu menjelaskan proses titrasi asam basa yang terbagi menjadi empat tahapan berdasarkan pH larutan dimana pada salah satu tahap yaitu titik ekivalen siswa bisa menghitung konsentrasi dari suatu larutan asam atau basa secara stoikiometri. Kemudian dari tahapantahapan tersebut dapat dibuat kurva titrasi asam basa. Untuk indikator terakhir selain dapat digunakan untuk menghitung konsentrasi suatu larutan asam atau basa, titrasi juga bisa digunakan untuk menghitung Ka dari suatu asam lemah atau Kb dari basa lemah.
4.1.2 Validasi Kesesuaian Indikator dengan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar dan Kesesuaian Konsep dengan Indikator. Konsep dan indikator yang telah dirumuskan harus disesuaikan dengan standar kompetensi dan kompetensi dasar yang ingin dicapai. Oleh karena itu langkah selanjutnya yang harus dilakukan yaitu validasi instrumen ini kepada dosen kimia dan guru kimia SMA. Validasi merupakan usaha mencari kebenaran/ketepatan yang dilakukan orang dengan berbagai cara. Validasi yang dilakukan adalah kesesuaian antara standar kompetensi dan kompetensi dasar dengan indikator dan kesesuaian indikator dengan konsep. Validasi ini dilakukan oleh pakar di bidang kimia yang terdiri dua orang dosen kimia dan dua orang guru kimia. Validasi oleh dosen diperlukan karena dosen merupakan pakar kimia di tingkat Universitas. Sedangkan validasi oleh guru kimia diperlukan karena guru
41
kimia adalah pakar kimia di lapangan yang mengetahui karakteristik peserta didik. Dari kompetensi dasar di atas dapat dirumuskan beberapa indikator dan dari masing-masing indikator tersebut dapat dirumuskan beberapa konsep. Kemudian dibuat suatu tabel yang berisikan kolom untuk konsep dan indikator. Hal ini dilakukan untuk melihat kesesuaian antara kompetensi dasar dengan konsep dan konsep dengan indikator yang nantinya akan dipakai dalam pengembangan strategi pembelajaran. Ketika kesesuaian antara kompetensi dasar dan indikator, serta indikator dan konsep divalidasi oleh para pakar pendidikan, ternyata banyak saran dan komentar. Saran dan komentar dapat dilihat pada Lampiran 1.1. Selanjutnya akan dibahas penjelasan saran dan komentar yang diberikan para ahli.
4.1.2.1 Kesesuaian Kompetensi Dasar dan Indikator Setelah dilakukan validasi kesesuaian kompetensi dasar dengan indikator, semua validator setuju dengan indikator yang telah peneliti rumuskan sehingga untuk indikator tidak mengalami perubahan dari sebelum validasi.
4.1.2.2 Kesesuaian Indikator dan Konsep Pada indikator pertama untuk konsep pertama menurut validator kata “reaksi penetralan” harus ditinjau ulang karena hasil
42
reaksi antara asam dan basa tidak selalu netral. Namun yang dimaksud dengan reaksi penetralan dalam konsep ini adalah reaksi antara ion H+ dengan ion OH- menghasilkan air yang bersifat netral. Oleh karena itu konsep pertama pada indikator pertama ini tidak mengalami perubahan. Menurut validator kata “Proses…” pada konsep kedua dan ketiga sebaiknya dihilangkan. Selanjutnya setelah dilakukan diskusi dengan dosen pembimbing pada konsep kedua diubah menjadi “Salah satu metode penentuan kadar suatu larutan asam atau basa berdasarkan reaksi netralisasi disebut titrasi asam basa”. Hal tersebut dilakukan karena titrasi hanya merupakan salah satu dari cara yang bisa digunakan untuk menentukan kadar suatu larutan asam atau basa. Sedangkan untuk konsep ketiga hanya kata ”proses”nya saja yang dihilangkan. Untuk indikator kedua pada konsep
pertama tidak
mengalami perubahan. Untuk konsep kedua, menurut salah satu validator sebaiknya konsepnya diubah menjadi “Hasil titrasi dapat diungkapkan dalam bentuk grafik yang menyatakan hubungan pH sebagai fungsi konsentrasi titrasi disebut kurva titrasi”. Sedangkan menurut dosen ketiga “Grafik hubungan pH dengan penambahan titran disebut kurva titrasi”. Setelah dilakukan diskusi dengan dosen pembimbing konsep tersebut diubah menjadi “Hasil titrasi
43
dapat diungkapkan dalam bentuk grafik yang menyatakan hubungan pH dengan volume titran yang ditambahkan yang disebut kurva titrasi”. Untuk konsep ketiga, keempat dan kelima menurut validator bukan proses titrasi tetapi jenis titrasi asam basa dan kurva masingmasing jenis titrasi berbeda. Oleh karena itu konsep ketiga, keempat dan kelima ini diganti menjadi “Pola kurva titrasi dapat dibedakan berdasarkan jenis larutan penitrasi dan larutan yang dititrasi”. Untuk indikator ketiga, kalimat untuk konsep pertama ditata ulang menjadi “Pada saat titik ekivalen titrasi asam basa: mol H+ = mol OH- maka kadar asam atau basa dapat ditentukan melalui persamaan : a x Masam x Vasam = b x Mbasa x Vbasa dan menurut validator lainnya kalimatnya ditata ulang menjadi “Kadar zat dapat ditentukan pada saat titik ekivalen karena mol H+ = mol OH-“. Berdasarkan masukan dari validator tersebut dan setelah dilakukan diskusi dengan dosen pembimbing akhirnya konsep tersebut direvisi menjadi “Kadar asam atau basa dalam suatu larutan dapat ditentukan dari data hasil titrasi karena pada saat tercapai titik ekivalen, mol H+ = mol OH-“. Untuk konsep kedua dan ketiga, validator menyarankan agar diungkapkan apa itu pKa dan pKb. Selain itu kata “…untuk…”
44
diganti menjadi “…hasil…”. Validator lainnya menyarankan kata “…garam…” diganti menjadi “…asam konjugat atau basa konjugat…”. Berdasarkan saran dan komentar dari validator dan diskusi dengan dosen pembimbing, maka dilakukan revisi konsep dan indikator yang ditunjukkan dalam Tabel 4.3, sebagai berikut:
Tabel 4.3 Rincian Konsep dan Indikator Setelah Revisi Indikator 1. Mendeskripsikan
Konsep
Reaksi
antara
asam
dan
basa
prinsip titrasi asam
menghasilkan garam dan air disebut
basa
reaksi netralisasi.
Salah satu metode penentuan kadar suatu
larutan
asam
atau
basa
berdasarkan reaksi netralisasi disebut titrasi asam basa.
Titrasi melibatkan larutan dengan konsentrasi yang diketahui, larutan yang akan ditentukan konsentrasinya, dan indikator.
2. Menjelaskan proses
Proses titrasi dapat dibagi menjadi
45
titrasi asam basa
beberapa
tahap
berdasarkan
pH
larutan yaitu tahap awal titrasi, titik setengah netralisasi, titik ekivalen dan tahap setelah titik ekivalen.
Hasil titrasi dapat diungkapkan dalam bentuk
grafik
yang
menyatakan
hubungan pH dengan volume titran yang ditambahkan yang disebut kurva titrasi.
Pola kurva titrasi dapat dibedakan berdasarkan jenis larutan penitrasi dan larutan yang dititrasi.
3. Menentukan kadar
Kadar asam atau basa dalam suatu
zat dan pKa atau
larutan dapat ditentukan dari data
pKb dari data hasil
hasil titrasi karena pada saat tercapai
titrasi.
titik ekivalen, mol H+ = mol OH
Ka dapat ditentukan melalui nilai pH untuk titrasi asam lemah dengan basa kuat pada saat konsentrasi asam lemah sama
dengan
konsentrasi
konjugasinya yang terbentuk.
basa
46
4.2 Pengembangan Representasi Level Makroskopik, Mikroskopik dan Simbolik pada Materi Titrasi Asam Basa Dalam mengembangkan representasi kimia pada materi titrasi asam basa ada tiga tahapan yang dilakukan, yaitu:
4.2.1 Analisis Buku-buku Teks Kimia Tingkat SMA dan Universitas untuk Melihat Representasi Level Makroskopik, Mikroskopik, dan Simbolik Titrasi Asam Basa Tahapan yang harus dilakukan sebelum mengembangkan level makroskopik, mikroskopik dan simbolik adalah analisis buku. Dalam hal ini peneliti menganalisis penjelasan materi yang sesuai dengan konsep dan indikator yang telah dirumuskan. Tujuannya yaitu untuk memperoleh level makroskopik, mikroskopik dan simbolik dari masing-masing konsep yang telah divalidasi. Hasil analisis buku ini menjadi dasar pengembangan representasi kimia oleh peneliti. Buku-buku yang dianalisis adalah bukubuku teks kimia untuk tingkat SMA dan Universitas. Buku-buku teks kimia yang dianalisis untuk tingkat SMA dapat dilihat pada tabel 4.4 dan buku-buku teks kimia yang dianalisis untuk tingkat Universitas dapat dilihat pada tabel 4.5. Hasil analisis buku dapat dilihat pada lampiran 1.2.
47
Tabel 4.4 Daftar Buku SMA Yang Dianalisis No
Pengarang
Judul
Penerbit
1
M. Purba
Kimia untuk SMA kelas XI
Erlangga
2
Mulyono HAM
Ilmu Kimia 2
Acarya
3
Parning, dkk.
Penuntun Belajar Kimia 2B
Yudhistira
Tabel 4.5 Daftar Buku Tingkat Universitas Yang Dianalisis No
Pengarang
Judul
Penerbit
1
Yayan Sunarya
KIMIA DASAR 2
Alkemi Grafisindo Press
CHEMISTRY: Matter 2
James E. Brady dan Fred Senese
and It’s Changes, 4th edition GENERAL
3
Petrucci
CHEMISTRY
John Wiley and Sons Prentice Hall International
Pada konsep “Reaksi antara asam dan basa menghasilkan garam dan air disebut reaksi netralisasi”, level makroskopik yang dimunculkan hanyalah ” Jika asam direaksikan dengan basa, baik dalam bentuk murni maupun dalam larutan air, akan membentuk garam dengan air”. Sedangkan untuk level mikroskopiknya tidak dimunculkan dalam bentuk gambar melainkan hanya penjelasan yaitu “Reaksi antara asam dan basa adalah reaksi antara ion H+ dari asam dengan ion OH- dari basa. Reaksi antara H+
48
dengan ion OH- membentuk H2O yang bersifat netral sehingga reaksi antara asam dan basa disebut juga reaksi penetralan. Selanjutnya jika reaksi sudah selesai berlangsung, akan dihasilkan ion Na+, ion Cl- dan H2O. jika larutan ini diuapkan, maka sisa ion Na+ dan Cl- akan bergabung membentuk NaCl (senyawa garam). Sedangkan untuk level simbolik semua buku menyatakan reaksi netralisasi reaksinya : H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l) Untuk konsep “Salah satu metode penentuan kadar suatu larutan asam atau basa berdasarkan reaksi netralisasi disebut titrasi asam basa” dan ”Titrasi melibatkan larutan dengan konsentrasi yang diketahui, larutan yang akan ditentukan konsentrasinya, dan indikator” semua buku memunculkan gambar set alat titrasi. Untuk konsep-konsep pada indikator kedua, untuk makroskopiknya buku kedua memunculkan praktikum titrasi asam basa. Untuk titrasi asam kuat basa kuat: Praktikum titrasi 50 mL HNO3 0,2 M oleh NaOH 0,1 M, untuk titrasi asam lemah – basa kuat: praktikum titrasi 50 mL CH3COOH 0,1 M dengan NaOH 0,1 M dan untuk titrasi asam kuat – basa lemah: titrasi 100 mL NH3 0,05 M dengan HCl 0,1M. Sedangkan untuk mikroskopiknya pada titrasi asam kuat basa kuat: sebelum NaOH ditambahkan, karena HNO3 adalah asam kuat dan terdisosiasi secara sempurna, maka dalam larutan mengandung spesi utama H+, NO3- dan H2O. Pada penambahan NaOH sampai sebelum titik ekivalen: dalam
49
campuran titrasi sebelum reaksi terjadi, spesi utama adalah H+, NO3-, Na+, OH- dan H2O. dalam campuran terdapar H+ dan OH- yang dapat bereaksi. Setelah reaksi berlangsung larutan mengandung H+, NO3-, Na+, dan H2O (ion OH- habis bereaksi). Pada titik ekivalen: ion OH- yang ditambahkan cukup untuk bereaksi secara tepat dengan H+ dari asam nitrat. Pada titik ini spesi utama dalam larutan adalah NO3-, Na+, dan H2O. karena Na+ tidak memiliki sifat asam atau basa, juga NO3- adalah anion dari asam kuat HNO3, oleh karena itu keduanya merupakan basa konjugat sangat lemah yang tidak berpengarih pada pH larutan sehingga larutan bersifat netral atau pH=7. Untuk titrasi asam lemah – basa kuat: Pada penambahan NaOH sampai sebelum titik ekivalen, spesi utama dalam campuran sebelum terjadi reaksi adalah CH3COOH, Na+, OH- dan H2O. Basa kuat yang ditambahkan bereaksi dengan donatur proton yaitu CH3COOH. Komponen utama yang tersisa setelah reaksi berlangsung adalah CH3COOH, Na+, CH3COO- dan H2O. Pada titik ekivalen larutan mengandung spesi utama Na+, CH3COO- dan H2O. Oleh karena larutan mengandung CH3COO-, yakni suatu basa konjugat dari asam asetat, dan memiliki afinitas kuat terhadap proton, sedangkan sumber utama proton adalah air maka basa konjugat akan bereaksi dengan air atau terhidrolisis dan menghasilkan ion OH- sehingga pH pada titik ekivalen lebih besar dari 7. Setelah titik ekivalen dalam larutan mengandung spesi utama Na+, CH3COO- , OH- dan
50
H2O. Untuk level simbolik didalam semua buku menampilkan gambar kurva titrasi berbagai jenis titrasi. Untuk konsep “Kadar asam atau basa dalam suatu larutan dapat ditentukan dari data hasil titrasi karena pada saat tercapai titik ekivalen, mol H+ = mol OH-, dalam buku SMA ke-3 menyatakan: Ekivalen Asam = Ekivalen Basa VA x NA = VB x NB Valensi untuk asam dinyatakan oleh indeks H pada senyawa asam sedangkan valensi untuk asam dinyatakan oleh indeks OH pada senyawa basa. Selanjutnya rumusan diatas berubah menjadi: VA x NA x nA = VB x NB x nB Sedangkan untuk konsep “Ka dapat ditentukan melalui nilai pH untuk titrasi asam lemah dengan basa kuat pada saat konsentrasi asam lemah sama dengan konsentrasi basa konjugasinya yang terbentuk” dalam buku tingkat Universitas pertama dinyatakan “Untuk titrasi asam lemah dan basa kuat, pada titik setengah netralisasi setengah darijumlah asam diionisasi, sehingga [CH3COOH] = [CH3COO-] Persamaan Ka pada titik setengah ekivalen adalah ܭ = Jadi [H+] = Ka
ሾு శ ሿሾுయ ைைష ሿ ሾுయ ைைுሿ
= [H+]
51
4.2.2 Pengembangan Representasi Level Makroskopik, Mikroskopik dan Simbolik pada Materi Titrasi Asam basa Pengembangan representasi level makroskopik, mikroskopik dan simbolik pada submateri pokok penurunan tekanan uap larutan yang dilakukan bersumber dari buku-buku yang telah dianalisis, buku kimia lain dan internet. Pada konsep “Reaksi antara asam dan basa menghasilkan garam dan
air
disebut
reaksi
netralisasi”
untuk
level
makroskopik,
pengembangannya dilakukan dengan memunculkan video reaksi penetralan antara HCl denngan NaOH. Dalam video tersebut digambarkan ada dua wadah. Wadah pertama berisi larutan HCl kemudian diuji dengan lakmus dan warna kertas lakmusnya berubah menjadi merah. Wadah kedua berisi larutan NaOH yang kemudian juga diuji dengan lakmus dan warna lakmusnya berubah menjadi biru. Kedalam larutan NaOH ditambahkan beberapa tetes indikator fenolftalin sehingga warna larutan berubah menjadi merah keunguan. Selanjutnya kedua larutan tersebut dicampurkan sehingga warna larutan NaOH yang semula berwarna merah keunguan akhirnya menjadi tidak berwarna. Hal tersebut mengindikasikan bahwa larutan NaOH sudah ternetralkan oleh HCl. Pengembangan level mikroskopik menggunakan pemodelan molekuler dalam bentuk animasi. Didalam animasi tersebut digambarkan ada dua wadah yang masingmasing berisi larutan HCl dan larutan NaOH. Wadah pertama berisi larutan
52
HCl yang kemudian dizoom dan terlihat bahwa didalam larutan molekul HCl terionisasi menjadi H+ dan Cl-. Ion H+ ini kemudian berikatan dengan air membentuk H3O+. Wadah kedua berisi larutan NaOH yang ketika dizoom terlihat bahwa molekul NaOH terurai menjadi Na+ dan OH-. Ketika kedua larutan tersebut dicampurkan maka terlihat ion OH- menarik H+ dari H3O+ dan menjadi H2O. Untuk level simbolik diberikan tiga cara penulisan persamaan reaksi: Reaksi lengkap: HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) Reaksi ion : H+(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + OH-(aq) → Na+(aq) + Cl-(aq) + H2O(l) Reaksi ion bersih: H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l) Untuk konsep ” Salah satu metode penentuan kadar suatu larutan asam atau basa berdasarkan reaksi netralisasi disebut titrasi asam basa” dan ”Titrasi melibatkan larutan dengan konsentrasi yang diketahui, larutan yang akan ditentukan konsentrasinya, dan indikator” level makroskopik yang ditampilkan menjadi satu yaitu gambar set alat titrasi. Untuk konsep ”Proses titrasi dapat dibagi menjadi beberapa tahap berdasarkan pH larutan yaitu tahap awal titrasi, titik setengah netralisasi, titik ekivalen dan tahap setelah titik ekivalen”, konsep “Hasil titrasi dapat diungkapkan dalam bentuk grafik yang menyatakan hubungan pH dengan
53
volume titran yang ditambahkan yang disebut kurva titrasi” serta konsep “Pola kurva titrasi dapat dibedakan berdasarkan jenis larutan penitrasi dan larutan yang dititrasi”, pengembangan level makroskopiknya dijadikan satu yaitu dengan melakukan praktikum untuk masing-masing jenis titrasi. Sedangkan untuk level mikroskopiknya yaitu berupa gambar spesi-spesi yang ada dalam larutan untuk masing-masing tahapan titrasi. Untuk titrasi asam kuat oleh basa kuat, ada dua titrasi yang bisa dilakukan yaitu asam sebagai titran dan basa sebagai larutan yang ingin diketahui konsentrasinya atau sebaliknya. Untuk titrasi yang disebutkan pertama diatas dicontohkan titrasi HCl oleh NaOH. Level mikroskopik untuk masing-masing tahapan dalam titrasi dapat dijabarkan berikut ini. Pada awal titrasi sebelum NaOH ditambahkan ke dalam larutan pada erlenmeyer spesi utama dalam larutan adalah H+, Cl- dan H2O. Karena terdapat sejumlah besar H+ dalam larutan maka pH larutan sangat rendah. Pada titik setengah netralisasi penambahan sejumlah OH- menghasilkan perubahan pH yang kecil. Spesi utama yang ada dalam larutan adalah Na+, H+, Cl-, dan H2O. Namun demikian, mendekati titik ekivalen konsentrasi H+ relatif sedikit, sehingga penambahan sejumlah kecil OH- menghasilkan perubahan pH yang sangat besar. Pada titik ekivalen, semua ion H+ dalam larutan tepat habis bereaksi dengan ion OH- yang ditambahkan sehingga spesi utama dalam larutan adalah Na+, Cl-, dan H2O. pH larutan pada titik ekivalen adalah 7. Penambahan NaOH setelah titik ekivalen menyebabkan
54
dalam larutan terdapat kelebihan ion OH- sehingga spesi utama dalam larutan adalah Na+, Cl-, OH- dan H2O dan pH larutan meningkat menjadi diatas 7. Untuk titrasi asam kuat dan basa kuat dimana asam sebagai titran dapat dicontohkan dengan titrasi NaOH oleh HCl. Titrasi ini adalah kebalikan dari titrasi HCl oleh NaOH. Level mikroskopik dari masingmasing tahapan dalam titrasi ini yaitu pada tahap awal titrasi sebelum HCl ditambahkan, spesi utama dalam larutan adalah Na+, OH- dan H2O. Karena terdapat sejumlah besar OH dalam larutan maka pH larutan sangat tinggi. Pada titik setengah netralisasi penambahan sejumlah H+ hanya sedikit menurunkan pH. Spesi utama yang ada dalam larutan adalah Na+, OH-, Cl-, dan H2O. Pada titik ekivalen, semua ion OH- dalam larutan tepat habis bereaksi dengan ion H+ yang ditambahkan sehingga spesi utama dalam larutan adalah Na+, Cl-, dan H2O dan pH larutan adalah 7. Penambahan HCl setelah titik ekivalen menyebabkan dalam larutan terdapat kelebihan ion H+ sehingga spesi utama dalam larutan adalah Na+, Cl-, H+ dan H2O. Karena adanya kelebihan H+ dalam larutan menyebabkan pH larutan semakin turun. Berdasarkan tahapan-tahapan titrasi tersebut dapat dibuat suatu kurva titrasi yang merupakan grafik yang menyatakan hubungan pH dengan volume titran yang ditambahkan. Untuk titrasi asam lemah oleh basa kuat dicontohkan titrasi CH3COOH oleh NaOH. Pada tahap awal titrasi sebelum NaOH
55
ditambahkan, spesi utama dalam larutan adalah CH3COOH- dan H2O. Untuk menghitung pH larutan kita harus menggunakan pKa. Pada titik setengah netral, ketika ditambahkan NaOH kedalam larutan CH3COOH, reaksi yang terjadi akan menghasilkan CH3COO-. Adanya CH3COO- dan CH3COOH dalam larutan akan menyebabkan larutan bersifat penyangga sehingga pada tahap ini kenaikan pH sangat perlahan. Pada titik ekivalen, semua CH3COOH telah bereaksi menjadi CH3COO-. CH3COO- merupakan suatu basa konjugat dari asam asetat dan memiliki afinitas kuat terhadap proton, sedangkan sumber utama proton dalam larutan adalah air maka basa konjugat akan bereaksi dengan air (terhidrolisis) menghasilkan CH3COOH dan OH- sehingga nilai pH pada titik ekivalen > 7. Setelah titik ekivalen, penambahan NaOH lebih lanjut akan menyebabkan larutan menjadi semakin basa dan spesi utama dalam larutan adalah Na+, CH3COO-, OH-, dan H2O. Titrasi yang merupakan kebalikan dari titrasi diatas yaitu titrasi NaOH oleh CH3COOH. Pada tahap awal titrasi sebelum CH3COOH ditambahkan, spesi utama dalam larutan adalah Na+, OH- dan H2O dan pH larutan sangat tinggi. Pada titik setengah netralisasi ion OH- akan mengikat H+ yang berasal dari CH3COOH. Namun didalam larutan masih terdapat sejumlah OH sehingga pH larutan masih diatas 7. Spesi utama yang ada dalam larutan adalah Na+, OH-, CH3COO-, dan H2O. Pada titik ekivalen, semua ion OH- dalam larutan tepat habis bereaksi dengan ion H+ yang
56
ditambahkan yang berasal dari CH3COOH sehingga spesi utama dalam larutan adalah Na+, CH3COO-, dan H2O. Namun pada tahap ini terjadi hidrolisis ion CH3COO- yang menghasilkan ion OH- sehingga pH pada titik ekivalen lebih dari 7. Setelah titik ekivalen penambahan menyebabkan terjadinya larutan penyangga karena terdapat spesi CH3COO- dan CH3COOH. Adanya larutan penyangga ini menyebabkan tidak terjadinya penurunan pH secara berarti. Untuk titrasi asam kuat dan basa lemah dicontohkan titrasi NH3 oleh HCl. Pada tahap awal titrasi sebelum HCl ditambahkan, spesi utama dalam larutan adalah NH3 dan H2O. Pada titik setengah netralisasi, ketika ditambahkan
HCl
ke
dalam erlenmeyer,
reaksi netralisasi
akan
menghasilkan NH4+, jadi di dalam larutan terdapat NH4+ dan NH3. Adanya spesi ini menyebabkan larutan bersifat penyangga sehingga pada tahap ini penurunan pH sangat perlahan. Pada titik ekivalen larutan mengandung NH4+ yang bisa terhidrolisis menghasilkan ion H+ sehingga pH pada titik ekivalen kurang dari 7. Setelah titik ekivalen, penambahan HCl lebih lanjut akan menyebabkan larutan semakin asam sehingga pH-nya akan semakin turun. Dan untuk titrasi NH3 oleh HCl, pada tahap awal titrasi sebelum NH3 ditambahkan, pH larutan sangat rendah dan spesi utama dalam larutan adalah H+, Cl- dan H2O. Pada titik setengah netralisasi, semua NH3 yang ditambahkan akan bereaksi dengan H+ yang berasal dari HCl menjadi NH4+ sehingga spesi utama yang ada dalam larutan adalah H+, Cl- , NH4+ dan
57
H2O. Pada titik ini pH larutan semakin meningkat karena jumlah H+ semakin berkurang. Pada titik ekivalen, semua ion H+ dalam larutan tepat habis bereaksi dengan ion OH- yang ditambahkan yang berasal dari NH3 sehingga spesi utama dalam larutan adalah NH4+, Cl-, dan H2O. Namun pada tahap ini terjadi hidrolisis ion NH4+ yang menghasilkan ion H+ sehingga pH pada titik ekivalen kurang dari 7. Setelah titik ekivalen penambahan NH3 lebih lanjut menyebabkan terjadinya larutan penyangga karena terdapat spesi NH4+ dan NH3 . Untuk level simbolik dari konsep ini ditampilkan kurva untuk masing-masing titrasi. Masing-masing kurva mempunyai pola yang berbeda-beda. Untuk konsep “Kadar asam atau basa dalam suatu larutan dapat ditentukan dari data hasil titrasi karena pada saat tercapai titik ekivalen, mol H+ = mol OH-“, hanya dikembangkan level simboliknya saja karena untuk level makroskopik dan mikroskopik untuk konsep ini sudah digambarkan pada konsep sebelumnya. Jadi disini hanya ada penurunan rumus. Begitu juga untuk konsep “Ka dapat ditentukan melalui nilai pH untuk titrasi asam lemah dengan basa kuat pada saat konsentrasi asam lemah sama dengan konsentrasi basa konjugasinya yang terbentuk. Dan “Kb dapat ditentukan melalui nilai pOH untuk titrasi basa lemah dengan asam kuat, pada saat konsentrasi basa lemah sama dengan konsentrasi asam konjugasinya yang terbentuk”.
58
4.2.3 Validasi dan Revisi Representasi Level Makroskopik, Mikroskopik dan Simbolik pada Submateri Pokok Titrasi Asam Basa Level makroskopik, mikroskopik dan simbolik untuk masingmasing konsep yang telah disusun selanjutnya divalidasi untuk mengetahui kesesuaian antara level makroskopik, mikroskopik dan simbolik dengan konsep. Validasi ini dilakukan oleh dua guru kimia SMA dan tiga dosen kimia. Hasil validasi pengembangan level makroskopik, mikroskopik dan simbolik terlampir pada Lampiran 1.3. Setelah validasi didapat banyak masukan kemudian dilakukan beberapa perbaikan. Berikut perubahan yang telah dilakukan pada pengembangan level makroskopik, mikroskopik, dan simbolik: 1. Untuk konsep ” Salah satu metode penentuan kadar suatu larutan asam atau basa berdasarkan reaksi netralisasi disebut titrasi asam basa” dan ” Titrasi melibatkan larutan dengan konsentrasi yang diketahui, larutan yang akan ditentukan konsentrasinya, dan indikator”, gambar set alat titrasi diganti dengan video yang menunjukkan langkah-langkah dalam titrasi. 2. Untuk konsep ”Proses titrasi dapat dibagi menjadi beberapa tahap berdasarkan pH larutan yaitu tahap awal titrasi, titik setengah netralisasi, titik ekivalen dan tahap setelah titik ekivalen”, konsep “Hasil titrasi dapat diungkapkan dalam bentuk grafik yang menyatakan hubungan pH dengan volume titran yang ditambahkan yang disebut kurva titrasi” serta
59
konsep “Pola kurva titrasi dapat dibedakan berdasarkan jenis larutan penitrasi dan larutan yang dititrasi”, level makroskopiknya ditunjukkan dengan animasi simulasi titrasi. Didalam animasi ini kita bisa memilih jenis titrasi yang diinginkan, larutan dan indikator yang akan digunakan. Namun selain itu juga akan dilakukan praktikum untuk titrasi asam lemah dengan basa kuat. 3. Gambar dari masing-masing tahapan dalam titrasi diganti. Pada gambar yang baru ini hanya digambarkan spesi-spesi yang mengalami reaksi saja sedangkan ion penonton tidak digambarkan. Contoh:
(a)
(b)
Gambar 4.1. Tahap awal titrasi NaOH oleh HCl (a) sebelum validasi dan (b) setelah validasi 4. Untuk titrasi basa lemah dengan asam kuat tidak dimasukkan kedalam pengembangan level makroskopik, mikroskopik dan simbolik. Hal ini disebabkan karena NH3 tidak stabil dalam larutannya sehingga jika dilakukan titrasi dengan cara biasa maka tidak memungkinkan. Karena
60
jenis titrasi ini tidak dimasukkan dalam pengembangan level makroskopik, mikroskopik dan simbolik, maka untuk konsep penentuan Kb berdasarkan titrasi juga dihapuskan dari konsep. Perbaikan-perbaikan
diatas
diwujudkan
dalam
bentuk
pengembangan level representasi kimia (makroskopik, mikroskopik dan simbolik) yang akan digunakan dalam pembuatan deskripsi pembelajaran beserta media pendukung. Hasil perbaikan tersebut dapat dilihat pada lampiran 1.4.
4.3 Pengembangan Deskripsi Pembelajaran dan Media Pendukung Deskripsi pembelajaran dirancang untuk memberikan pengalaman belajar yang melibatkan proses mental dan fisik melalui interaksi antarpeserta didik, peserta didik dengan guru, lingkungan, dan sumber belajar lainnya dalam rangka pencapaian kompetensi dasar. Deskripsi pembelajaran memuat rangkaian kegiatan yang harus dilakukan oleh peserta didik secara berurutan untuk mencapai kompetensi dasar. Penentuan urutan kegiatan pembelajaran harus sesuai dengan hierarki konsep materi pembelajaran. Pengembangan deskripsi pembelajaran dan media pendukung ini terbagi menjadi beberapa tahapan yaitu:
61
4.3.1 Pengembangan Deskripsi Pembelajaran Deskripsi
pembelajaran
ini
berisi
langkah-langkah
dalam
pembelajaran yang terdiri dari kegiatan guru, media yang digunakan dan kegiatan
siswa.
Deskripsi
ini
dibuat
berdasarkan
penegmbangan
makroskopik, mikroskopik dan simbolik yang telah divalidasi dan direvisi. Dalam kegiatan guru, guru membimbing siswa menemukan konsep dengan cara menghubungkan level makroskopik, mikroskopik dan simbolik dengan pengalaman siswa sehari-hari. Hal tersebut merupakan bagian terpenting dalam strategi pembelajaran intertekstual. Pendekatan yang digunakan dalam deskripsi pembelajaran ini adalah pendekatan konsep. Sedangkan metode yang digunakan adalah metode discovery dan praktikum. Dengan metode discovery, siswa didorong oleh rasa ingin tahu untuk megeksplorasi dan belajar sendiri. Pemahaman suatu konsep didapat siswa melalui proses. Metode lain yang digunakan yaitu metode praktikum. Dengan pelaksanaan praktikum, siswa dapat melihat gambaran yang konkret tentang suatu peristiwa. Selain itu siswa juga dapat mengamati proses dan dapat mengembangkan sikap ilmuah. Jadi dengan pelaksanaan praktikum selain dapat memberikan pengalaman bagi siswa, juga dapat mengembangkan proses berpikir dengan timbulnya pertanyaan, mengapa reaksinya demikian, bagaimana kalau…, dan seterusnya. Hal ini sesuai dengan strategi pembelajaran intertekstualitas dimana siswa tidak hanya dituntut untuk menerima konsep
62
dari guru akan tetapi siswa dilibatkan dalam proses penemuan konsep itu sendiri. Deskripsi pembelajaran yang telah dikembangkan membutuhkan media
pendukung.
Pengembangan
media
pendukung
ini
disusun
berdasarkan deskripsi pembelajaran yang telah dikembangkan. Media ini berupa power point yang dilengkapi dengan video-video dan animasi yang diperoleh dari internet. Selain itu juga ada LKS praktikum titrasi asam basa yang bisa dijadikan pedoman bagi siswa untuk melakukan praktikum titrasi asam basa. LKS praktikum titrasi asam basa dapat dilihat dalam Lampiran 1.5.
4.3.2 Presentasi Deskripsi Pembelajaran Dalam mengoptimalisasikan
deskripsi pembelajaran
tersebut
dilakukan presentasi terbatas dari deskripsi pembelajaran di hadapan dosen pembimbing dan rekan mahasiswa dalam satu tim. Presentasi ini mempunyai maksud yang sama dengan validasi. Langkah pertama dalam pembelajarannya yaitu siswa diberikan sutu kasus yaitu bagaimana caranya jika mereka diminta untuk mengetahui kebenaran kadar dari asam cuka yang terdapat dalam cuka makan. Setelah itu baru masuk ke konsep reaksi penetralan. Disini siswa diperlihatkan video reaksi penetralan dan bagaimana gambaran mikroskopiknya serta bagaimana cara untuk menuliskan persamaan reaksinya. Untuk selanjutnya
63
siswa diperlihatkan video titrasi yang berisi bagaimana langkah-langkah dalam melaksanakan titrasi tersebut. Langkah selanjutnya dijelaskan bahwa dalam ditrasi itu ada beberapa jenis. Kemudian diperlihatkan video untuk titrasi asam kuat dan basa kuat beserta mikroskopiknya untuk masing-masing tahap titrasi. Untuk titrasi asam lemah dan basa kuat akan dilakukan praktikum yang tujuannya untuk menghitung kadar CH3COOH, menentukan Ka CH3COOH melalui titrasi dan tujuan terakhir untuk membuat kurva titrasi 25 mL NaOH 0,1 M dititrasi dengan 0,1 M CH3COOH. Kamudian diperlihatkan bagaimana gambaran mikroskopik dari titrasi tersebut sehingga siswa melihat bahwa pada titrasi asam lemah dan basa kuat ada tahapan dalam titrasi dimana terjadi larutan penyangga dan mengapa untuk titrasi ini pH larutan pada titik ekivalen lebih besar dari 7. Langkah terakhir yaitu disini akan dibahas untuk perhitungan titrasi pada percobaan pertama dan kedua yaitu menentukan kadar CH3COOH dan menentukan Ka CH3COOH.
4.3.3
Revisi Deskripsi Pembelajaran Setelah deskripsi pembelajaran yang disusun dipresentasikan di hadapan dosen pembimbing dan rekan mahasiswa dalam satu tim, banyak kritikan dan saran
yang diberikan
terhadap perbaikan
deskripsi
64
pembelajaran tersebut. Adapun revisi yang dilakukan setelah presentasi adalah sebagai berikut. Untuk apersepsi karena konsep pertama yang diberikan adalah reaksi penetralan maka apersepsinya menghubungkan dengan reaksi penetralan dengan kehidupan sehari-hari. Misalnya pada sakit maag. Mungkin diantara para siswa ada yang pernah mengalami sakit maag. Kemudian kita bisa menanyakan mengapa kalau sakit maag itu perutnya terasa sakit. Lalu bagaimana cara meredakan sakit maag. Kemudian kita memberi tahu siswa bahwa untuk meredakan sakit maag digunakan prinsip penetralan. Dalam hal ini yang dinetralkan adalah asam lambung. Lalu kita bisa menanyakan biasanya asam itu dinetralkan oleh apa. Selanjutnya dijelaskan bahwa dalam obat maag terkandung basa yang bisa menetralkan asam lambung sehingga sakit maag tersebut bisa reda. Untuk masuk kemateri titrasi asam basa guru menuntun siswa untuk merancang suatu percobaan ketika diberikan suatu kasus untuk menentukan kadar suatu asam atau basa berdasarkan reaksi penetralan namun alat-alat yang digunakan adalah alat yang sudah diketahui siswa. Hal ini dimaksudkan agar siswa bisa menemukan sendiri bagaimana prinsip titrasi asam basa. Selain itu juga agar merangsang kemampuan berpikir siswa. Disini guru memberikan pertanyaan-pertanyaan yang bisa menuntun siswa sampai pada akhirnya siswa bisa merancang suatu percobaan untuk
65
menentukan kadar asam cuka dengan menggunakan prinsip reaksi netralisasi namun bukan dengan alat-alat titrasi. Pada saat memperlihatkan video demonstrasi titrasi asam basa sebaiknya guru sambil menjelaskan langkah-langkah dari titrasi asam basa tersebut agar tidak terjadi kevakuman ketika vidoe diputar. Untuk makroskopik titrasi asam basa diganti dengan simulasi titrasi asam basa dengan menggunakan animasi. Didalam animasi ini kita bisa memilih jenis titrasi yang diinginkan. Kita juga bisa memilih larutan apa yang akan digunakan beserta indikator yang sesuai. Dan untuk level mikroskopik gambar yang ditonjolkan sebaiknya adalah molekul H+, OHdan H2O karena yang mengalami reaksi adalah spesi-spesi tersebut. Sedangkan spesi-spesi yang lain hanya sebagai ion penonton karena tidak ikut bereaksi sehingga spesi-spesi tersebut tidak perlu digambarkan. Untuk lebih jelasnya, deskripsi pembelajaran hasil revisi dapat dilihat pada lampiran 1.6.
