8
BAB II KAJIAN PUSTAKA
A. Deskripsi Teori
1. Ilmu Kimia
Ilmu kimia adalah ilmu alam yang secara khusus mempelajari tentang perubahan materi, baik perubahan secara kimia maupun secara fisika yang dapat
dikaji melalui aspek proses, sifat, dan energi yang terlibat dalam perubahan materi Sunarya, 2012.
Menurut Mulyasa 2009, kimia merupakan ilmu yang pada awal penemuannya diperoleh dan dikembangkan berdasarkan percobaan namun pada
perkembangan selanjutnya kimia juga diperoleh berdasarkan teori. Kimia adalah ilmu yang mencari jawaban atas pertanyaan apa, mengapa, dan bagaimana gejala-
gejala alam yang berkaitan dengan komposisi, struktur, sifat, perubahan, dinamika, dan energetika zat.
Bidang ilmu kimia mencakup gejala-gejala yang luas serta tafsirannya berdasarkan molekul-molekul zat tidak dapat diajarkan hanya dengan lisan dan
tulisan. Ilmu kimia dapat dipahami melalui representasi makroskopik, submikroskopik, dan simbolik. Gejala kimia yang dapat diamati pada tingkat
makroskopik dijelaskan dengan perilaku, sifat-sifat atom dan molekul pada tingkat submikroskopik dan persamaan kimia pada tingkat simbolik. Kimia penuh
dengan konsep-konsep yang dapat diaplikasikan secara luas dalam tingkat submikroskopik. Konsep submikroskopik merupakan hal baru bagi peserta didik
SMA. Menurut Piaget dalam Sastrawijaya 1988, konsep-konsep yang baru bagi
9 peserta didik diperlukan adanya objek-objek empirik konkrit. Dalam ilmu kimia
objek konkrit dalam skala submikroskopik harus diganti dengan model atau simbol. Suatu konsep dalam kimia didemonstrasikan menggunakan model atau
simbol. Ilmu kimia menurut Kean dan Middlecamp 1985 memiliki beberapa ciri-
ciri sebagai berikut: a
Bersifat abstrak. b
Merupakan penyederhanaan dari yang sebenarnya. c
Sifatnya berurutan dan berkembang dengan cepat. d
Tidak hanya sekedar memecahkan soal-soal. e
Materi yang harus dipelajari banyak. 2.
Pembelajaran Kimia Pembelajaran kimia di SMAMA mempelajari segala sesuatu tentang zat
yang meliputi komposisi, perubahan, dinamika, energetika, struktur, dan sifat zat yang melibatkan ketrampilan dan penalaran. Kimia berkaitan dengan dua hal yaitu
kimia sebagai produk temuan ilmuan dan kimia sebagai proses Mulyasa, 2009. Belajar kimia merupakan proses memperoleh pengetahuan atau menguasai
pengetahuan mengenai kimia melalui pengalaman, mengingat, menguasai pengalaman, dan mendapatkan informasi atau menemukan. Proses belajar adalah
serangkaian aktivitas yang terjadi pada pusat saraf individu yang belajar dan terjadi secara abstrak karena tidak dapat diamati dan terjadi secara mental. Oleh
karena itu, proses belajar hanya dapat diamati jika ada perubahan tingkah laku dari seseorang Baharuddin Wahyuni, 2007.
10 Serangkaian aktivitas yang terjadi pada proses belajar di sekolah melalui
tahap-tahap atau fase-fase yaitu: a
Tahap motivasi, yaitu saat motivasi dan keinginan peserta didik untuk melakukan kegiatan belajar bangkit.
b Tahap konsentrasi, yaitu saat peserta didik harus memusatkan perhatian yang
telah ada pada tahap motivasi untuk tertuju pada hal-hal yang relevan dengan apa yang akan dipelajari.
c Tahap mengolah, peserta didik menahan informasi yang diterima dari
pendidik dalam tempat penyimpanan jangka pendek kemudian mengolah informasi untuk diberi makna berupa sandi-sandi sesuai dengan penangkapan
masing-masing. d
Tahap menyimpan, yaitu peserta didik menyimpan simbol-simbol hasil olahan yang telah diberi makna kedalam ingatan jangka panjang
e Tahap menggali 1, yaitu peserta didik menggali informasi yang telah
disimpan dalam ingatan jangka pendek maupun jangka panjang untuk dikaitkan dengan informasi baru yang diterima.
f Tahap menggali 2, menggali informasi yang telah disimpan dalam ingatan
jangka panjang untuk persiapan fase prestasi baik langsung maupun melalui ingatan jangka pendek.
g Tahap prestasi, informasi yang telah tergali pada tahap sebelumnya
digunakan untuk menunjukkan prestasi yang merupakan hasil belajar. h
Tahap umpan balik, peserta didik memperoleh penguatan saat perasaan puas atas prestasi yang ditunjukkan. Hal ini terjadi jika prestasi yang diperoleh
11 memuaskan atau sesuai dengan keinginan, tetapi jika prestasi yang diperoleh
jelek itu bisa dikarenakan oleh pendidik eksternal atau dari diri sendiri internal Baharuddin Wahyuni, 2007.
Dilain pihak, belajar adalah suatu proses usaha yang dilakukan seseorang untuk memperoleh perubahan tingkah laku yang baru secara keseluruhan, sebagai
hasil pengalamannya sendiri dalam interaksi dengan lingkungannya. Ciri-ciri perubahan tingkah laku yang dimaksud disini yaitu:
a Perubahan secara sadar, artinya seseorang yang belajar akan menyadari telah
terjadi suatu perubahan dalam dirinya. b
Perubahan dalam belajar bersifat kontinu dan fungsional, artinya perubahan yang terjadi berlangsung secara berkesinambungan dan tidak statis, suatu
perubahan yang terjadi akan menyebabkan perubahan berikutnya dan berguna bagi kehidupan atau peroses belajar berikutnya.
c Perubahan dalam belajar bersifat positif dan aktif, artinya semua proses
belajar yang dilakukan akan memberikan perubahan yang lebih baik dari sebelumnya dengan semakin banyak usaha belajar yang dilakukan maka
makin banyak dan makin baik perubahan yang diperoleh. Sedangkan aktif artinya perubahan itu tidak terjadi dengan sendirinya melainkan karena usaha
individu itu sendiri. d
Perubahan yang terjadi bukan bersifat sementara, artinya tingkah laku yang terjadi setelah belajar akan bersifat menetap dan bahkan akan makin
berkembang kalau terus dipergunakan atau dilatih.
12 e
Perubahan dalam belajar bertujuan atau terarah, artinya perubahan tingkah laku itu terjadi karena ada tujuan yang akan dicapai.
f Perubahan mencakup seluruh aspek tingkah laku, artinya jika seseorang
belajar sesuatu maka sebagai hasilnya ia akan mengalami perubahan tingkah laku secara menyeluruh dalam sikap, keterampilan, pengetahuan, dan
sebagainya Slameto, 2010. 3.
Representasi Kimia Kimia mempunyai sifat kompleks dan abstrak yang melibatkan
pemahaman dan penerapan konsep kimia. Konsep kimia dapat dijelaskan pada berbagai tingkat representasi yang dikenal sebagai triplet kimia Talanquer, 2011.
Chandrasekaran dalam Ramnarain dan Joseph 2012 menjelaskan tiga tingkat representasi, yaitu representasi makroskopik yang menggambarkan sifat nyata dan
fenomena terlihat dalam pengalaman sehari-hari peserta didik ketika mengamati perubahan sifat materi misalnya perubahan warna, pH larutan air, dan
pembentukan gas dan endapan dalam reaksi kimia, representasi submikroskopik molekul memberikan penjelasan di tingkat partikulat dalam hal atom, molekul
dan ion, dan representasi simbolik melibatkan penggunaan simbol bahan kimia, rumus dan persamaan, serta struktur molekul gambar, diagram, model dan animasi
komputer untuk melambangkan masalah. Representasi makroskopik memudahkan peserta didik karena informasi
yang diberikan dapat langsung dibaca, diamati, dan lebih nyata jika dibandingkan dengan representasi submikroskopik dan simbolik Foltz et al., Kintsch van
Dijk dalam Corradi, Elen, Schraepen, Clarebout, 2013. Representasi
13 submikroskopik sering digunakan untuk menggambarkan hubungan antara atom
dan molekul, menjelaskan model atom, menunjukkan keterkaitan antara neutron, proton, dan elektron Barnea Dori dalam Corradi et al., 2013. Menurut
Harrison dan Treagust dalam Chittleborough dan Treagust 2007 representasi submikroskopik merupakan jenis representasi yang sulit untuk peserta didik
dengan pengetahuan untuk memahami rendah dan sering ditemukan peserta didik lebih memberikan perhatian pada representasi makroskopik sementara
mengabaikan representasi submikroskopik Devetak, Vogrinc, Glazar, Taber dalam Corradi et al., 2013. Representasi simbolik sangat penting untuk
mengkomunikasikan informasi kimia secara ringkas namun lebih abstrak dari representasi makroskopik Schnotz Bannert dalam Corradi et al., 2013. Simbol
kimia digunakan untuk menggambarkan reaksi kimia, ada beberapa simbol rumus kimia yang sangat mirip sehingga peserta didik cukup kesulitan untuk
membedakannya dan cukup memberikan tantangan bagi peserta didik yaitu perbedaan antara gas hidrogen klorida dengan kristal natrium klorida Cokelez,
Dumon, Taber dalam Corradi et al., 2013. Representasi menggambarkan kemampuan untuk mewakili sebuah konsep
dalam hal fitur permukaan misalnya warna dalam reaksi kimia, menjelaskan konsep ditingkat partikulat dan mewakili konsep secara simbolis. Menurut
Johnstone dalam Li dan Arshad 2014 agar lebih mengerti kimia harus ditekankan pada tingkat submikroskopik dan simbolik. Selain menekankan tingkat
submikroskopik dan simbolik, peserta didik juga harus bisa mengintegrasikan antar tingkat representasi.
14 4.
Praktikum Kimia Praktikum merupakan salah satu metode pembelajaran yang tidak dapat
dihindarkan pada disiplin ilmu-ilmu eksakta dimana peserta didik melakukan suatu percobaan tentang suatu hal atau materi pada proses pembelajaran.
Praktikum dalam kimia dapat dibagi dalam beberapa macam yaitu: 1 eksperimen oleh peserta didik, 2 eksperimen yang didemonstrasikan kepada peserta didik,
3 eksperimen yang tidak ditunjukkan secara langsung tetapi melalui alat peraga, 4 eksperimen yang hanya diceritakan oleh pendidik atau buku Sastrawijaya,
1988. Metode eksperimen merupakan penunjang kegiatan proses belajar untuk
menemukan prinsip tertentu atau menjelaskan tentang prinsip-prinsip yang dikembangkan melalui suatu percobaan dengan mengamati prosesnya, menuliskan
data yang diperoleh dari hasil percobaan kemudian menyampaikan hasil yang diperoleh di depan kelas. Penggunaan metode ini bertujuan agar peserta didik
mampu mencari dan menemukan sendiri berbagai jawaban atas persoalan- persoalan yang dihadapi dalam pembelajaran Roestiyah, 2008. Keuntungan
penggunaan metode eksperimen sebagai berikut: a
Dapat memberikan gambaran yang konkrit tentang suatu peristiwa b
Peserta didik dapat mengamati proses c
Peserta didik dapat mengembangkan ketrampilan inkuiri d
Peserta didik dapat mengembangkan sikap ilmiah e
Membantu pendidik untuk mencapai tujuan pengajaran lebih efektif dan efisien Arifin, 1995.
15 Metode yang hampir sejenis dengan metode eksperimen adalah metode
demonstrasi. Metode demonstrasi merupakan suatu cara untuk menunjukkan suatu peristiwa tertentu tetapi tidak dilakukan oleh setiap peserta didik melainkan
pendidik yang dibantu satu atau dua peserta didik dan yang lain sebagai pengamat. Keuntungan penggunaan metode demonstrasi sebagai berikut:
a Dapat menunjukkan proses suatu peristiwa tetapi alat dan bahan yang
digunakan tidak banyak. b
Interaksi dua arah dalam pengajaran lebih positif karena hal-hal yang kurang jelas mendapat kesempatan yang lebih luas untuk didiskusikan Arifin, 1995.
Secara garis besar persiapan yang dilakukan metode eksperimen dan demonstrasi sama. Hal-hal yang perlu dipersiapkan yaitu:
a Menentukan tujuan
b Menyiapkan prosedur
c Menyiapkan lembar pengamatan
d Menyiapkan alat dan zat, untuk metode demonstrasi hendaknya digunakan
dalam ukuran yang lebih besar daripada yang digunakan dalam metode eksperimen dengan tujuan supaya lebih mudah untuk diamati seluruh peserta
didik. e
Menyiapkan lembar observasi kegiatan untuk metode eksperimen sedangkan untuk metode demonstrasi menyiapkan pertanyaan untuk didiskusikan yang
menuntun peserta didik ke arah pengembangan berpikir proses Arifin, 1995. Laboratorium adalah suatu tempat untuk melakukan demonstrasi,
pembelajaran, percobaan, dan penelitian yang berfungsi sebagai penunjang
16 pembelajaran teori di dalam kelas. Namun menurut Arifin 1995, fungsi
laboratorium tidak hanya diartikan sebagai tempat yang sekedar untuk mencocokkan kebenaran teori yang telah diajarkan di kelas tetapi harus
mengembangkan proses berfikir dengan timbulnya pertanyaan mengapa terjadi reaksi seperti itu, bagaimana jika bahan yang digunakan diganti dan seterusnya.
Namun pembelajaran laboratorium mempunyai beberapa hal yang harus dicatat seperti bahan-bahan yang relatif mahal, perlunya fasilitas laboratorium yang
lengkap, dan terkadang memerlukan waktu yang relatif lama Soekartawi, 1995. Tujuan pengajaran laboratorium menurut Sastrawijaya 1988, h. 135
sebagai berikut. a
Mengembangkan ketrampilan pengamatan, manipulasi, instrumentasi, dan preparatif.
b Memperoleh pengetahuan kimia.
c Merangsang pikiran dengan menafsirkan eksperimen.
d Mengenal ketelitian dan keterbatasan kerja laboratorium.
e Merekam secara cermat dan mengkombinasikan hasil secara jelas.
f Mengembangkan tanggung jawab perorangan dan reliabilitas dalam
pelaksanaan eksperimen. g
Merencanakan dan melaksanakan kerja laboratorium dengan menggunakan sumber-sumber laboratorium secara efektif.
5. Evaluasi
Aktivitas dalam pendidikan tidak terlepas dari hal-hal yang bersifat abstrak seperti sikap, minat, bakat, kepandaian, dan kemampuan yang lain. Untuk
17 mengungkap semua sifat abstrak diperlukan adanya instrumen untuk menilai,
maka penilaian pendidikan bersifat: a
Tidak langsung, untuk mengetahui kemampuan kimia peserta didik tidak dapat secara langsung mengamati keadaan peserta didik secara fisik tetapi
melalui prosedur atau proses yang benar dan menggunakan instrumen yang tepat sesuai dengan tujuan yang dikehendaki.
b Kuantitatif, dalam prakteknya hal-hal yang bersifat abstrak dalam penilaian
selalu dikunatitatifkan. c
Relatif, setiap mengadakan penilaian ada kemungkinan terjadinya perubahan dari satu waktu ke waktu.
d Menggunakan unit-unit yang tetap, dalam mengungkap atau mengukur suatu
obyek selalu menggunakan suatu ukuran tertentu sesuai dengan obyek yang diukur Sugihartono, Fathiyah, Setiawati, Harahap, Nurhayati, 2013.
Dalam sistem pembelajaran, evaluasi merupakan salah satu komponen penting dan tahap yang harus ditempuh oleh pendidik untuk mengetahui
keefektifan pembelajaran. Hasil yang diperoleh dari evaluasi dapat dijadikan balikan bagi pendidik dalam kegiatan pembelajaran, memperbaiki dan
menyempurnakan program Arifin, 2013. Fungsi evaluasi cukup luas bergantung dari sudut mana melihatnya, dilihat
secara menyeluruh fungsi evaluasi sebagai berikut: a
Peserta didik selalu butuh untuk mengetahui sejauh mana kegiatan yang telah dilakukan sesuai dengan tujuan yang hendak dicapai. Peserta didik adalah
manusia yang belum dewasa yang membutuhkan pendapat orang-orang
18 dewasa sebagai pedoman baginya untuk mengadakan orientasi pada situasi
tertentu. Dalam pembelajaran mereka perlu mengetahui prestasi belajarnya sehingga ia merasakan kepuasan dan ketenangan.
b Evaluasi berfungsi untuk mengetahui apakah peserta didik sudah dapat
berkomunikasi dan beradaptasi dalam masyarakat sehingga dapat mengembangkan semua potensi yang ada dalam masyarakat.
c Evaluasi berfungsi membantu pendidik dalam menempatkan peserta didik
pada kelompok tertentu sesuai dengan kemampuan dan kecakapannya masing-masing serta membantu pendidik dalam usaha memperbaiki proses
pembelajarannya. d
Evaluasi berfungsi untuk memberikan laporan tentang kemajuan peserta didik kepada orang tua, pejabat pemerintah yang berwenang, kepala sekolah,
pendidik dan peserta didik itu sendiri Arifin, 2013. Menurut Widoyoko 2014, tujuan evaluasi adalah untuk memperoleh
informasi yang akurat dan objektif tentang suatu kegiatan yang telah dilakukan. Informasi tersebut dapat berupa proses pelaksanaan program, dampakhasil yang
dicapai, efisiensi serta pemanfaatan hasil evaluasi yang difokuskan untuk kegiatan itu sendiri. Cakupan evaluasi meliputi peserta didik, pendidik, kurikulum, sarana
dan prasarana, iklim kelas, dan sikap peserta didik dalam pembelajaran. Agar informasi yang diperoleh akurat diperlukan alat pengukur atau instrumen yang
dapat dipertanggungjawabkan. Instrumen yang baik adalah instrumen yang memenuhi persyaratan validitas, reliabilitas, dan daya pembeda.
19 6.
Laju Reaksi Bidang kimia yang mengkaji kecepatan atau laju terjadinya reaksi kimia
dinamakan kinetika kimia. Kinetik menyiratkan gerakan atau perubahan sehingga energi kinetik didefinisikan sebagai energi yang tersedia karena gerakan suatu
benda. Kinetika merujuk pada laju reaksi, yaitu perubahan konsentrasi reaktan atau produk terhadap waktu Ms. Selama berlangsungnya suatu reaksi, molekul
reaktan bereaksi sedangkan molekul produk terbentuk sehingga dapat diamati jalannya reaksi dengan cara memantau turunnya konsentrasi reaktan atas
meningkatnya suatu produk Chang, 2016. Kinetika kimia adalah bidang ilmu dalam ilmu kimia yang mempelajari
aspek gerak molekul dalam suatu reaksi serta beberapa faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Suatu reaksi kimia dapat terjadi bila ada tumbukan antara molekul zat-
zat yang bereaksi. Tumbukan yang menghasilkan reaksi hanyalah tumbukan yang efektif. Tumbukan efektif harus memenuhi dua syarat, yaitu posisinya tepat dan
energinya cukup. Setiap molekul yang bergerak memiliki energi kinetik, semakin cepat gerakannya semakin besar energi kinetiknya. Jika energi kinetik awalnya
besar, molekul yang bertumbukan akan bergetar kuat sehingga memutuskan beberapa ikatan kimianya. Putusnya ikatan merupakan langkah awal ke
pembentukan produk. Dari segi energi, ada semacam energi tumbukan minimum yang harus dicapai agar reaksi terjadi Chang, 2016.
Tumbukan efektif yang terjadi dipengaruhi laju suatu reaksi. Laju suatu reaksi juga dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor yang mempengaruhi
laju rekasi sebagai berikut.
20 a
Luas Permukaan Pada saat zat-zat pereaksi bercampur, maka akan terjadi tumbukan antar
partikel pereaksi dipermukaan zat. Laju reaksi dapat diperbesar dengan memperluas permukaan bidang sentuh zat yang dilakukan dengan cara
memperkecil ukuran zat pereaksi. Semakin luas permukaan bidang sentuh zat, semakin besar laju reaksinya Maton et al., 1993.
b Konsentrasi
Jika konsentrasi suatu larutan makin besar, larutan akan mengandung jumlah partikel semakin banyak sehingga partikel-partikel tersebut akan tersusun
lebih rapat dibandingkan larutan yang konsentrasinya lebih rendah. Susunan partikel yang lebih rapat memungkinkan terjadinya tumbukan semakin banyak
dan kemungkinan terjadi reaksi lebih besar sehingga akan mempercepat reaksi Syukri, 1999.
c Suhu
Partikel-partikel dalam zat selalu bergerak dengan kecepatan tertentu. Menaikkan suhu menyebabkan partikel bergerak lebih cepat sehingga menaikkan
energi kinetik rata-rata selain itu juga terjadi peningkatan kemungkinan terjadinya tumbukan dan bereaksi. Setiap tumbukan yang terjadi harus memiliki energi
kinetik minimum yang diperlukan oleh reaktan untuk memberikan energi aktivasi selama tumbukan. Reaktan harus bertumbukan pada sisi aktif dan memindahkan
cukup energi untuk memutuskan ikatan sehingga terbentuk ikatan yang baru. Jika reaktan tidak mempunyai cukup energi maka reaksi tidak akan terjadi walaupun
reaktan bertumbukan pada sisi reaktifnya.
21 Pada suhu tinggi akan banyak partikel yang memiliki jumlah energi
kinetik minimum yang diperlukan sehingga menyebabkan tumbukan yang efektif yaitu yang memindahkan cukup energi untuk menyebabkan terjadinya suatu
reaksi. Pada suhu rendah sangat sedikit reaktan yang memilki jumlah energi kinetik minimum yang diperlukan untuk menyebabkan tumbukan efektif sehingga
tidak terjadi suatu reaksi Moore, 2009. d
Katalis Katalis adalah zat yang digunakan untuk mempercepat suatu reaksi tanpa
ikut bereaksi. Katalisis adalah istilah yang diperkenalkan oleh Berzelius pada tahun 1836, ia berasumsi bahwa katalis memiliki kekuatan dan peranan khusus
yang dapat mempengaruhi afinitas zat kimia dalam sebuah reaksi. Selanjutnya Ostwald pada tahun 1895 mengemukakan definisi yang digunakan sampai saat ini
bahwa katalis adalah zat yang mempercepat reaksi kimia tanpa mempengaruhi kesetimbangan. Jadi katalis terlibat dalam reaksi namun dikembalikan lagi ke
bentuk dan jumlah yang sama dengan kondisi semula. Prinsip dasar dari peran suatu katalis dalam reaksi kimia adalah meningkatkan laju sebuah reaksi melalui
penurunan energi aktivasi. Melalui penurunan energi aktivasi, reaktan dapat melampaui dengan lebih mudah keadaan transisi untuk pembentukan produk.
Katalis dapat dibedakan menurut fasanya yaitu katalis homogen dan heterogen. Katalis homogen adalah katalis yang mempunyai fasa sama dengan reaktan
sedangkan katalis heterogen adalah katalis yang mempunyai fasa berbeda dengan reaktan Fatimah, 2013.
22
B. Penelitian Relevan
Kategori