PENGARUH ZAT-ZAT KIMIA TERHADAP KELARUTAN KALSIUM HIDROKSIDA SEBAGAI PENGANTAR PADA PENGAJARAN KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN
TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung
Oleh
HENDRO MURJOKO NIM: 20506035 Program Studi Kimia
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
LEMBAR PENGESAHAN PENGARUH ZAT-ZAT KIMIA TERHADAP KELARUTAN KALSIUM HIDROKSIDA SEBAGAI PENGANTAR PADA PENGAJARAN KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN
Oleh HENDRO MURJOKO NIM: 20506035
Program Studi Kimia Institut Teknologi Bandung
Menyetujui Pembimbing Tanggal : 27 Juni 2008
(Dr. Muhammad Ali Zulfikar) NIP: 132162444
i
ABSTRAK PENGARUH ZAT-ZAT KIMIA TERHADAP KELARUTAN KALSIUM HIDROKSIDA SEBAGAI PENGANTAR PADA PENGAJARAN KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN Oleh
HENDRO MURJOKO NIM: 20506035 Salah satu konsep dalam ilmu kimia yang harus diajarkan di SMA/MA adalah kelarutan dan hasil kali kelarutan. Dalam mengajarkan konsep kelarutan dan zatzat kimia yang mempengaruhinya diperlukan suatu eksperimen yang relatif sederhana. Untuk itu dalam penelitian ini akan dilakukan suatu eksperimen dengan tujuan menguji pengaruh NaOH, NaCl, CaCl2, Ca(NO3)2, urea, dan sukrosa terhadap kelarutan kalsium hidroksida dalam air. Eksperimen ini diharapkan dapat diterapkan dalam pembelajaran. Kelarutan kalsium hidroksida ditentukan dengan metode titrasi asam-basa. Larutan asam dan indikator yang digunakan dalam titrasi adalah asam klorida dan fenolftalein. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa kelarutan kalsium hidroksida dalam air pada suhu 25ºC adalah 0,0203 M. Senyawa basa NaOH menurunkan kelarutan Ca(OH)2 dalam air. Kelarutan Ca(OH)2 mengalami penurunan sebesar 73% pada larutan NaOH 0,1M. Senyawa garam CaCl2 dan Ca(NO3)2 menurunkan kelarutan Ca(OH)2 dalam air. Pada larutan CaCl2 dan Ca(NO3)2 dengan konsentrasi masing-masing 0,1M; kelarutan Ca(OH)2 mengalami penurunan secara berturut-turut sebesar 22% dan 19%. Senyawa garam NaCl meningkatkan kelarutan Ca(OH)2 dalam air. Kelarutan Ca(OH)2 mengalami kenaikan sebesar 19% pada larutan NaCl 0,1 M. Senyawa nonelektrolit urea menurunkan kelarutan Ca(OH)2 dalam air. Kelarutan Ca(OH)2 mengalami penurunan sebesar 5% pada larutan urea 0,1M. Sukrosa meningkatkan kelarutan Ca(OH)2 dalam air, dan kelarutannya meningkat sebesar 88% pada larutan sukrosa 0,1M. Kata kunci: kelarutan; pembelajaran; pengaruh zat-zat kimia
ii
ABSTRACT THE EFFECT OF CHEMICALS ON THE SOLUBILITY OF CALCIUM HYDROXIDE AS AN INTRODUCTION IN THE TEACHING OF SOLUBILITY AND SOLUBILITY PRODUCT By HENDRO MURJOKO NIM: 20506035
One of the concepts of chemistry at senior high school was solubility and solubility product. A simple experiment was required in order to explain about solubility concept and its chemicals effect. The objective of these experiments was to examine the effect of NaOH, NaCl, CaCl2, Ca(NO3)2, urea, and sucrose on the solubility of Ca(OH)2 in water. The expectation of this experiment was able to be applied in the instruction. The acid-base titration method was used to determination of calcium hydroxide solubility. This titration used hydrochloric acid as titrant and phenolphthalein as indicator. The result showed that solubility of calcium hydroxide in water at 25ºC was 0.0203 M. As the consequence of rising NaOH concentration, solubility of Ca(OH)2 in water was decreased. The solubility of Ca(OH)2 was decreased 73% in 0.1 M NaOH. As the result of increasing CaCl2 and Ca(NO3)2 concentration, the solubility of Ca(OH)2 in water was decreased. The solubility of Ca(OH)2 was decreased 22% and 19% in 0.1 M CaCl2 and Ca(NO3)2 respectively. Meanwhile, the solubility of Ca(OH)2 in water was increased while concentration of NaCl was increased. The solubility of Ca(OH)2 was increased 19% in 0.1 M NaCl. The solubility of Ca(OH)2 in water was decreased while concentration of urea was increased. The solubility of Ca(OH)2 was decreased 5% in 0.1 M urea. Meanwhile, the solubility of Ca(OH)2 in water was increased while concentration of sucrose was increased. The solubility of Ca(OH)2 was increased 88% in 0.1 M sucrose. Keyword: chemical effect, instruction, solubility
iii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Dekan Sekolah Pascasarjana Institut Teknologi Bandung.
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Untuk pasukan setia Pur, Oman, Sena, dan Gantari
v
UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, karunia, dan ridho-Nya sehingga penulis sanggup menyelesaikan penelitian tugas akhir ini. Dalam penyelesaian tugas akhir ini, baik dalam aktivitas penelitian maupun penulisan laporan, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus, semoga Allah SWT membalas segala kebaikan mereka. Ucapan terima kasih ini penulis sampaikan kepada: 1. Bapak Dr. Muhammad Ali Zulfikar selaku dosen pembimbing atas kesabaran dan perhatiannya dalam memberikan arahan penuh manfaat selama penelitian dan penulisan laporan. 2. Staf dosen Program Studi Kimia yang telah memberikan ilmunya melalui kuliah selama penulis menuntut ilmu pada Program Magister Pengajaran Kimia, antara lain Dr. Muhammad Bachri Amran, Dr. Indra Noviandri, Dr. Muhammad Ali Zulfikar, Dra. Samitha Dewi Djajanti, Dr. Ismunandar, Dr. Djulia Onggo, Dr. Ing Cynthia Linaya Radiman, Dr. I Made Arcana, Dr. Bunbun Bundjali, Dr. Ing Barnas Holil, DEA, Dra. Lubna Baradja, MS., Dr. Bambang Prijamboedi, Dr. Muhamad Abdulkadir Martoprawiro, Dr. Sadijah Ahmad, Dr. Yana Maolana Syah, MS, Drs. Hidayat Muchsinudin, Dr. Lia Dewi Juliawaty, MS., Dr. Ciptati, MS., M.Sc., Dr. Deana Wahyuningrum, Dr. Didin Mujahidin, Dr. Achmad Saifudin Noer, Dr. Akhmaloka, Dr. Zeily Nurachman, Drs. Sarwono Hadi, Dr. Rukman Hertadi, dan Santi Nurbaiti, S.Si.,M.Si. 3. Pak Dede, Pak Lanang, dan Pak Adjat atas bantuannya dalam peminjaman dan penggunaan alat selama penelitian, serta “obrolan selingan”
yang penuh
gairah selama di laboratorium Kimia Analitik. 4. Teman-teman dalam satu ruang kerja di laboratorium Kimia Analitik, antara lain Bang Aman, Pak Ibnu, dan Bu Irdhawati atas kebersamaan yang penuh kemesraan selama bekerja dan bermain di laboratorium.
vi
5. Pak Japar, teman senasib seperjuangan, teman satu kamar kos yang betah selama dua tahun, yang merelakan privasinya terbagi, yang selalu melesatkan untaian kata sarat gairah hidup, yang acapkali wayangan semalam suntuk demi selamat dari ujian mata kuliah, yang merelakan berbagi dalam banyak hal termasuk kopi dan pisang ambon, dan yang selalu merangkai kata-kata penuh cinta. 6. Teman-teman seperjuangan pada Program Magister
Pengajaran Kimia
angkatan 2006, yang selalu menyenandungkan syair kebersamaan, keakraban, kekeluargaan, dan kesuksesan. Akhir kata penulis menyadari bahwa tulisan ini terlalu jauh dari sempurna. Untuk itu penulis selalu terbuka atas segala kritikan dan saran demi kepentingan bersama. Penulis hanya berharap semoga karya ini berguna dalam pengajaran kimia.
Bandung, Mei 2008 Penulis
Hendro Murjoko
vii
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... i ABSTRAK .............................................................................................................. ii ABSTRACT........................................................................................................... iii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS ................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................. v UCAPAN TERIMA KASIH.................................................................................. vi DAFTAR ISI........................................................................................................ viii DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi DAFTAR TABEL................................................................................................ xii Bab I Pendahuluan ............................................................................................... 1 Bab II Studi Pustaka............................................................................................... 2 II.1 Kelarutan ............................................................................................... 2 II.1.1 Pengaruh Temperatur .......................................................................... 2 II.1.2 Pengaruh Tekanan ............................................................................... 3 II.1.3 Pengaruh Ion Senama .......................................................................... 4 II.1.4 Pengaruh Ion Tak Senama................................................................... 4 II.1.5 Pengaruh pH Larutan........................................................................... 6 II.1.6 Pembentukan Ion Kompleks ............................................................... 7 II.2 Mengukur Kelarutan.............................................................................. 8 II.2.1 Analisis Titrimetri ............................................................................... 8 II.2.2 Larutan Standar ................................................................................. 10 II.2.3 Standarisasi Larutan HCl................................................................... 11 II.2.4 Indikator Asam-Basa ......................................................................... 11 II.3 Kalsium Hidroksida............................................................................. 14 II.4 Metode Eksperimen dalam Pembelajaran ........................................... 15 Bab III Metodologi.............................................................................................. 18 III.1 Rancangan Eksperimen...................................................................... 18 III.1.1 Alat dan Bahan Kimia...................................................................... 18
viii
III.1.2 Prosedur Eksperimen ....................................................................... 19 III.1.3 Pengolahan Data .............................................................................. 20 III.2 Kajian Pustaka.................................................................................... 21 Bab IV Hasil dan Diskusi.................................................................................... 22 IV.1 Hasil Eksperimen ................................................................................ 22 IV.1.1 Kelarutan Ca(OH)2 dalam air .......................................................... 22 IV.1.2 Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaOH ........................................ 22 IV.1.3 Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2 ......................................... 24 IV.1.4 Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan Ca(NO3)2 ................................... 25 IV.1.5 Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan urea............................................ 26 IV.1.6 Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaCl .......................................... 27 IV.1.7 Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan Sukrosa...................................... 29 IV.1.8 Pengaruh zat-zat kimia pada kelarutan Ca(OH)2 dalam air ............. 30 IV.2 Implementasi dalam Pembelajaran ..................................................... 34 Bab V Kesimpulan dan Saran .............................................................................. 39 V.1 Kesimpulan ......................................................................................... 39 V.2 Saran.................................................................................................... 39 Daftar Pustaka ....................................................................................................... 40 Lampiran ............................................................................................................... 42
ix
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Data Kalibrasi Buret dan Pipet Volume ........................................ 42 Lampiran B Data Standarisasi Larutan HCl dengan Na2CO3 ............................. 46 Lampiran C Kurva Titrasi Larutan Jenuh Ca(OH)2 dengan Larutan HCl .......... 47 Lampiran D Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Air .................. 50 Lampiran E Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan NaOH 51 Lampiran F Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan CaCl2 . 52 Lampiran G Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan NaCl... 53 Lampiran H Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan Ca(NO3)2 ......................................................................................... 54 Lampiran I Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan Urea.... 55 Lampiran J Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan Sukrosa............................................................................................ 57 Lampiran K Lembar Kerja Siswa tentang Kelarutan Ca(OH)2 ............................ 59 Lampiran L Soal-Soal untuk Pendekatan Lempar Mahkota .............................. 70 Lampiran M Materi Ringkas untuk Pembelajaran Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan ......................................................................................... 72 Lampiran N Lembar Kerja Siswa tentang Reaksi Pengendapan ......................... 78 Lampiran O Soal untuk Mencari Pasangan.......................................................... 82 Lampiran P Soal untuk Latihan .......................................................................... 83 Lampiran Q Soal untuk Ujian Tulis (Waktu 45 menit)........................................ 85
x
DAFTAR GAMBAR Gambar II.1 Pengaruh temperatur terhadap kelarutan dari berbagai zat .............. 3 Gambar II.2 Kurva titrasi basa kuat dengan asam kuat ...................................... 13 Gambar III.1 Skema eksperimen pengukuran kelarutan kalsium hidroksida .... 19 Gambar IV.1 Grafik kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaOH............................ 23 Gambar IV.2 Grafik kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2............................. 24 Gambar IV.3 Grafik kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan Ca(NO3)2 ....................... 25 Gambar IV.4 Grafik kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan urea ............................... 26 Gambar IV.5 Grafik kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaCl.............................. 28 Gambar IV.6 Grafik kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan sukrosa .......................... 29 Gambar IV.7 Grafik pengaruh zat-zat kimia pada kelarutan Ca(OH)2 dalam air......................................................................................... 31 Gambar A.1 Grafik hubungan antara volum baca dengan koreksi ..................... 42 Gambar C.1 Kurva titrasi larutan jenuh Ca(OH)2 dengan larutan HCl 0,078 M 49
xi
DAFTAR TABEL Tabel II.1 Tekanan terhadap log Ksp CaCO3 pada 25˚C....................................... 3 Tabel II.2 Kelarutan AgCl dan BaSO4 dalam larutan KNO3 ................................ 5 Tabel II.3 Kelarutan perak klorida dalam larutan NaCl........................................ 7 Tabel II.4 Beberapa indikator asam-basa............................................................ 12 Tabel II.5 Kelarutan Ca(OH)2 pada beberapa temperatur................................... 14 Tabel IV.1 Koefisien aktivitas rata-rata larutan CaCl2 dan Ca(NO3)2 ................. 33 Tabel IV.2 Koefisien aktivitas rata-rata larutan CaCl2 dan NaOH ...................... 34 Tabel IV.3 Standar kompetensi dan kompetensi dasar untuk materi kelarutan dan hasil kali kelarutan.......................................................................... 34 Tabel IV.4 Kegiatan pembelajaran dan indikator ................................................ 35 Tabel IV.5 Uraian kegiatan pembelajaran ........................................................... 36 Tabel A.1 Data hasil kalibrasi buret 25 mL ....................................................... 42 Tabel A.2 Daftar volum baca dan besarnya koreksi dari pengukuran volum larutan menggunakan buret ................................................................................... 43 Tabel A.3 Data hasil kalibrasi pipet volum 25 mL ............................................. 45 Tabel A.4 Data hasil kalibrasi pipet volum 10 mL ............................................. 45 Tabel B.1 Data hasil titrasi larutan natrium karbonat dengan HCl ..................... 46 Tabel C.1 Data pengukuran pH pada titrasi larutan jenuh Ca(OH)2 dengan larutan HCl ............................................................................................................ 47 Tabel D.1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam air ...................... 50 Tabel E.1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaOH ... 51 Tabel F.1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2 .... 52 Tabel G.1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaCl...... 53 Tabel H.1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan Ca(NO3)2 ............................................................................................................... 54 Tabel I.1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan urea .......... 55 Tabel I.2 Hasil titrasi campuran larutan urea dan NaOH dengan HCl................. 56 Tabel J.1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan sukrosa .... 57 Tabel J.2 Hasil titrasi campuran larutan sukrosa dan NaOH dengan larutan HCl ............................................................................................................ 57
xii
