Abstrak

Metode dan model pembelajaran dapat diterapkan dalam pembelajaran kimia menurut karakteristik materi. Seyogyanya, keduanya diharapkan mampu menggali sensitivitas moral dan hasil belajar siswa. Laporan mengenai hal tersebut telah dikanvaskan berbagai peneliti pemula pendidikan kimia dalam beberapa jurnal berikut. Materi ikatan kimia berbasis model pembelajaran pemaknaan dapat melatihkan sensitivitas moral siswa SMA (Gonibala et al., 2019). Miskonsepsi siswa SMA Negeri 3 Gorontalo Utara pada konsep larutan penyangga berkategori tinggi (44,17%), semnetara siswa yang tahu konsep 13, 1%, dan tidak tahu konsep nilai rata-rata sebesar 42, 9% (Monoarfa et al., 2017). Penggunaan model pembelajaran SiMaYang Tipe II dapat meingkatkan kemampuan representasi kimia siswa pada level makroskopik, submikroskopik, dan simbolik (Bait et al., 2018). Miskonsepsi pada konsep hidrolisis garam dapat didiagonsa dengan Certainty of Response Index (CRI) pada siswa kelas XI SMAN 1 Telaga (Arsyad et al., 2016). Kemampuan pemahaman siswa pada konsep larutan penyangga kelas XII SMA Negeri 2 Kota Gorontalo terdiognosa dengan three tier multiple choice test. Siswa dapat memecahkan masalah hukum-hukum dasar kimia melalui pembelajaran inkuiri terbimbing (Laliyo et al., 2020). Penerapan pembelajaran Teams Games Tournament (TGT) berbasis kartu tatanama senyawa kimia dapat meningkatkan hasil belajar siswa (Rumape et al., 2020). Maaf, ini hanya coretan di pagi gerimis berbarengan kicauan burung pipit di bawah naungan gelap awan Gorontalo 20/07/2020.

Referensi

Arsyad, M. A. M., Sihaloho, M., & La Kilo, A. (2016). Analisis Miskonsepsi pada Konsep Hidrolisis Garam Siswa Kelas XI SMAN 1 Telaga. Jambura Journal of Educational Chemistry, 11(2), 190–195.

Bait, D. J., Duengo, S., & La Kilo, A. (2018). Pengaruh Model Pembelajaran Simayang Tipe II terhadap Peningkatan Kemampuan Representasi Kimia Siswa Kelas X pada Materi Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit di SMA Terpadu Wira Bhakti Gorontalo. Jambura Journal of Educational Chemistry, 13(2), 157–163.

Gonibala, A., Pikoli, M., & Kilo, A. La. (2019). VALIDITAS PERANGKAT PEMBELAJARAN MATERI IKATAN KIMIA BERBASIS MODEL PEMBELAJARAN PEMAKNAAN UNTUK MELATIHKAN SENSITIVITAS MORAL SISWA SMA. Jambura Journal of Educational Chemistry, 1(1), 1–6. https://doi.org/10.34312/jjec.v1i1.2067

Laliyo, L. A. R., Kau, M., La Kilo, J., & La Kilo, A. (2020). KEMAMPUAN SISWA MEMECAHKAN MASALAH HUKUM-HUKUM DASAR KIMIA MELALUI PEMBELAJARAN INKUIRI TERBIMBING. AR-RAZI Jurnal Ilmiah, 8(1), 1–8. https://doi.org/10.29406/ar-r.v8i1.1875

Monoarfa, Z. P., La Kilo, A., & Botutihe, D. N. (2017). Identifikasi Miskonsepsi Siswa Kelas XI IPA 1 di SMA Negeri 3 Gorontalo Utara pada Konsep Larutan Penyangga. Jambura Journal of Educational Chemistry, 12(2), 215–223.

Rumape, O., Christopel, N., La Kilo, J., & La Kilo, A. (2020). PENERAPAN PEMBELAJARAN TEAMS GAMES TOURNAMENT (TGT) DILENGKAPI KARTU NAMA DARI TATA NAMA SENYAWA KIMIA UNTUK MENINGKATKAN HASIL BELAJAR SISWA. Jurnal Pendidikan Kimia Indonesia, 4(1).

Publikasi 2020

19 July 2020 09:50:34 Dibaca : 23
  1. Highest Ionic Conductivity of BIMEVOX (ME = 10% Cu, 10% Ga, 20% Ta): Computational Modeling and Simulation  (SCOPUS Q3)
  2. Penerapan Pembelajaran Teams Games Tournament (TGT) Dilengkapi Kartu Nama dari Tata Nama Senyawa Kimia untuk Meningkatkan Hasil Belajar Siswa (SINTA 4)
  3. Kemampuan Siswa Memecahkan Masalah Hukum-Hukum Dasar Kimia melalui Pembelajaran Inkuiri Terbimbing (SINTA 5)
  4. Stability Study of Four Layer Aurivillius Oxide of AxBi4-xTi4O15 (A = Ca, Sr, Ba): Atomistic Simulation (in review, Sinta 3)
  5. Atomistic Simulation of La and Mn-doped PbBi2Nb2O9 Aurivillius Phase (in progress)
  6. Pengaruh Keterampilan Proses Sains melalui Model Inkuiri Terbimbing terhadap Hasil Belajar Siswa Kelas XI IPA SMA Negeri 1 Telaga Biru pada Materi Larutan Asam Basa (in review Sinta 4)
  7. Mol-Basketball: Learning of Mole Concept based on Basketball Game in Boarding School (in progress)

Pembentukan Senyawa Kovalen

03 May 2017 17:42:03 Dibaca : 1566

Untuk mempelajari termodinamika pembentukan senyawa kovalen dapat digunakan diagram atau siklus Born-Haber yang telah digunakan dalam pembentukan senyawa ionik yang telah dibahas sebelumnya, tetapi kedua hal ini memiliki perbedaan dalam penerapannya. Dalam siklus ini tidak hanya melibatkan pembentukan ion, tetapi juga energi ikatan kovalen. Proses ini dapat digambarkan dalam siklus pembentukan nitrogen trifluorida.

1/2N2(g) + 3/2F2(g) --> NF3(g)

Pemutusan Ikatan rangkap tiga dinitrogen. Pemutusan ini membutuhkan ½ energi ikat N≡N:

1/2N2(g) ? N(g) ?Ho = +471 kJ.mol-1

Pemutusan ikatan tunggal diflourin. Membutuhkan 3/2 energi ikat F—F:

3/2F2(g) ? 3F(g) ?Ho = +232 kJ.mol-1

Pembentukan ikatan nitrogen-fluorin:

N(g) + 3F(g) ? NF3 ?Ho = -828 kJ.mol-1

Perubahan entalpi keseluruhan yang dihasilkan untuk reaksi di atas menjadi:

1/2N2(g) + 3/2F2(g) ? NF3(g) ?Ho = -125 kJ.mol-1

Diagram pembentukan nitrogen trifluorida ditampilkan pada gambar.

Gambar 6.7 Siklus entalpi teoritik pembentukan nitrogen trifluorida

Berdasarkan faktor entropi, pembentukan nitrogen trifluorida dari unsur-unsurnya, terdapat pengurangan 1 mol gas. Sehingga, berkurangnya entropi dapat tercapai. Terbukti, dalam kasus ini, perubahan entropi keseluruhan adalah -140 kJ.mol-1.K-1 (dihitung menggunakan data entropi) dan menghasilkan perubahan energi bebas sebesar -83 kJ.mol-1 berdasarkan perhitungan berikut.

??G?_f^o= ??H?_f^o-T??S?_f^o

= (-125 kJ.mol-1) – (298 K)(-0.140 kJ.mol-1.K-1)

= -83 kJ.mol-1

Nilai negatif mengindikasikan senyawa tersebut secara termodinamika cenderung stabil.

Termodinamika Proses Pelarutan Senyawa Ionik

03 May 2017 17:21:51 Dibaca : 5287

Proses pelarutan senyawa ionik dapat dilakukan dengan cara mendispersi ion-ion dalam kisi kristal kedalam fasa gas kemudian dalam tahap yang berbeda, molekul-molekul air mengelilingi ion-ion gas untuk menghasilkan ion-ion hidrat. Sehingga, interaksi ion-ion (ikatan ion) terputus dan terbentuk interaksi ion-dipol.
Jika dalam pembentukan senyawa faktor-faktor termodinamika digunakan untuk menentukan senyawa yang terbentuk berlangsung spontan atau tidak spontan, maka dalam proses pelarutan faktor-faktor termodinamika digunakan untuk menentukan derajat kelarutan.

1. Energi kisi

Untuk memutuskan ion-ion bebas dari kisi membutuhkan energi yang besar. Nilai dari energi kisi bergantung pada kekuatan ikatan ion. Kekuatan ion berkaitan erat dengan ukuran dan muatan ion. Magnesium oksida yang mengandung 2 ion positif akan memiliki energi kisi lebih tinggi dibandingkan dengan natrium flourida yang hanya mengandung 1 ion positif, yaitu masing –masing 3933 kJ.mol-1 dan 915 kJ.mol-1. Sama halnya juga dengan entropi, akan selalu lebih tinggi entropi padatan kristal yang memiliki susunan yang teratur dibandingkan gas yang susunannya tidak teratur. Konsekuensi dari hal ini, perubahan entropi (?S) dan perubahan entalpi (?H) untuk disosiasi kisi selalu positif.

2. Energi hidrasi

Dalam larutan aqua, ion-ion dikelilingi oleh molekul-molekul air polar. Dalam lapisan (rongga) hidrasi pertama molekul-molekul air mengelilingi kation, dimana atom oksigen yang memiliki muatan parsial negatif mengarah pada kation. Begitu juga dengan anion yang dikelilingi molekul-molekul air, atom hidrogen yang memiliki muatan parsial positif akan mengarah pada anion. Jumlah molekul air yang mengelilingi suatu ion disebut bilangan hidrasi.

Gambar 6.4 Lapisan pertama dan kedua hidrasi kation metal

Ion dengan ukuran kecil akan memiliki jumlah molekul air lebih banyak dalam lapisan/rongga hidrasi dibandingkan dengan ion yang ukurannya besar. Akibatnya, ukuran efektif ion yang terhidrasi dalam larutan akan sangat berbeda dengan fasa padatnya. Perbedaan ukuran ini disajikan dalam tabel 6.5 Ukuran ion kalium yang terhidrasi lebih mudah untuk melewati membran biologi karena ukurannya sangat kecil dibandingkan dengan ion natrium terhidrasi karena ukurannya lebih besar.

Tabel 6.5 pengaruh hidrasi terhadap ukuran ion Natrium dan Kalium
Ion Jari-jari (pm) Ion terhidrasi Jari-jari hidrasi (pm)
Na+ 116 Na(OH2)13+ 276
K+ 152 K(OH2)7+ 232

Pembentukan interaksi ion-dipol ion-ion terhidrasi bersifat eksotermis. Nilai entalpi hidrasi juga bergantung pada muatan dan ukuran ion serta kerapatan muatan. Tabel 6.6 menunjukkan hubungan antara entalpi hidrasi dengan kerapatan muatan untuk kation-kation yang isoelektronik.

Tabel 6.6 Entalpi hidrasi dan rapat muatan kation isoelekronik
Ion Entalpi hidrasi (kJ.mol-1) Rapat muatan (C.mm-3)
Na+ -406 24
Mg2+ -1920 120
Al3+ -4610 364

Entropi hidrasi bernilai negatif, penyebabnya adalah molekul-molekul air yang mengelilingi ion memiliki susunan yang lebih teratur dibandingkan molekul air yang bebas. Kation yang berukuran kecil seperti magnesium dan aluminium rongga hidrasinya lebih besar dibandingkan dengan rongga hidrasi natrium. Akibatnya susunan molekul air yang kuat disekitar kation tersebut.

3. Perubahan energi proses pelarutan

Untuk memahami perubahan energi pada proses pelarutan dapat diilustrasikan dengan proses pelarutan natrium klorida yang telah dibahas sebelumnya. Dalam proses ini, tarikan ion dalam kisi dapat diatasi dengan interaksi ion-dipol dengan molekul-molekul air.

Na+Cl-(s) --> Na+(aq) + Cl-(aq)

Proses di atas dibagi menjadi beberapa tahap, pertama kisi diuapkan dengan cara didisosiasi ke dalam ion-ion gas:

NaCl(s) --> Na+(g) + Cl-(g) ??H?_^o = -788 kJ.mol-1

Kemudian, ion dihidrasi:

Na+(g) --> Na+(aq) ??H?_^o = -406 kJ.mol-1

Cl-(g) --> Cl-(aq) ??H?_^o = -378 kJ.mol-1

Maka perubahan entalpi, ??H?_^o, untuk proses pelarutan tersebut adalah

(+788)+(-406)+(-378) = +4 kJ.mol-1

Proses ini ditampilkan pada gambar 6.5.

Gambar 6.5 Siklus entalpi teoritik proses pelarutan natrium klorida

Perubahan entalpi selalu jauh lebih besar dibandingkan dengan perubahan entropi pada suhu normal. Meskipun demikian, dalam kasus ini, perubahan entalpi yang besar secara mendasar saling ‘meniadakan’ satu sama lain. Hal ini menjadikan perubahan entropi kecil sebagai faktor utama dalam menentukan kelarutan natrium klorida. Berikut hasil perhitungan faktor entropi:
Pertama kisi diuapkan (didisosiasi ke dalam ion-ion gas):

NaCl(s) --> Na+(g) + Cl-(g) ?T?S?_^o = +68 kJ.mol-1

Kemudian, ion dihidrasi:

Na+(g) --> Na+(aq) ?T?S?_^o = -27 kJ.mol-1

Cl-(g) --> Cl-(aq) ?T?S?_^o = -28 kJ.mol-1
Maka perubahan entropi, T??H?_^o, untuk proses pelarutan tersebut adalah
(+68)+(-27)+(-28) = +13 kJ.mol-1. Proses ini disajikan pada gambar

Gambar 6.6 Siklus entropi teoritik proses pelarutan natrium klorida

Siklus Born Haber

03 May 2017 17:11:16 Dibaca : 12284

Siklus Born-Haber menampilkan secara grafik proses pembentukan senyawa ionik dari unsur-unsurnya. Dalam diagram siklus Born-Haber terdapat panah yang mengarah ke atas dan ke bawah. Arah panah yang mengarah ke atas menunjukkan reaksi endoterm, sedangkan arah panah yang mengarah ke bawah menunjukkan reaksi eksoterm. Sebagai contoh adalah pembentukan Natrium Klorida.

Gambar 6.2 Siklus Born-Haber Pembentukan Natrium Klorida

Diagram entalpi ini dapat digunakan untuk dua hal: (1) visualisasi entalpi dalam pembentukan senyawa dan (2) untuk menentukan entalpi unsur atau senyawa yang belum diketahui nilainya.

Sebagian besar proses endoterm dihasilkan dari ionisasi atom logam dan proses eksoterm diturunkan dari pembentukan kisi kristal ionik.
Jika energi kisi bertambah sesuai dengan jumlah kation, mengapa MgF2 memiliki energi kisi lebih besar dibandingkan dengan MgF3. Jika kita menghitung entalpi pembentukan MgF3, maka energi kisinya lebih besar dari MgF2, karena tarikan elektrostatik ion Mg3+ lebih besar dibanding Mg2+. Energi kisi sangat bergantung pada muatan, kation monopositif memiliki energi kisi lebih kecil dibanding kation dipositif. Perbandingan ini ditampilkan pada tabel 6.4. Tabel tersebut menunjukkan perbandingan nilai komponen termodinamika dalam siklus Born-Haber pembentukan MgF, MgF2 dan MgF3. Nilai ini menunjukkan pembentukan MgF2 lebih disukai jika ditinjau dari faktor entalpi. Siklus Born-Haber pembentukan MgF, MgF2 dan MgF3 dapat digabungkan dalam satu grafik (gambar 6.3).

Gambar 6.3 grafik perbandingan siklus Born-Haber untuk Magnesium Fluorida