Elek Trol It

8

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Representasi Ilmu Kimia

Ilmu kimia adalah ilmu yang berkenaan dengan karakterisasi, komposisi

dan transformasi materi (Mortimer, 1979). Ilmu kimia merupakan ilmu yang

mempelajari sifat dan komposisi materi (yang tersusun oleh senyawa-senyawa)

serta perubahannya, bagaimana senyawa-senyawa itu bereaksi/berkombinasi

membentuk senyawa lain. Peneliti dan pendidik dalam kimia telah mengkaji

adanya tiga aspek dalam kimia, yaitu: makroskopik, mikroskopik, dan simbolik

(Gabel, Samuel dan Hunn, dalam Wu, Krajcik, Soloway, 2000). Level

pemahaman pada mata pelajaran kimia terdiri dari level makroskopik,

mikroskopik, dan simbolik (gambar 2.1).

Makroskopik

Sub-mikro (partikulat) Simbolik

Gambar 2.1 Tiga Tingkatan Pemahaman Kimia

(Johnstone dalam Gabel, 1999)

Representasi kimia pertama merupakan aspek makroskopik yang

menunjukkan fenomena-fenomena yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari

maupun yang dipelajari di laboratorium menjadi suatu bentuk makro yang bisa

9

diamati langsung (Wu, Krajcik, Soloway, 2000). Aspek mikroskopik merupakan

representasi yang kedua, yang memiliki tingkatan untuk menjelaskan aspek

makroskopik sehingga aspek makroskopik tersebut dapat dipahami. Pada

tingkatan mikroskopik ini lebih menekankan pada partikel dan sifatnya. Aspek

makroskopik dan mikroskopik memiliki keterkaitan satu sama lainnya.

Sebagaimana dikemukakan oleh Hoffman dan Laszlo (1991) menyatakan bahwa:

“Chemistry is a mix of molecular engineering based on extrapolation from the

macroscopic to the microscopic, and a science, coming to grasp directly with the

microscopic”.

Representasi kimia yang terakhir yaitu simbol, tanda atau bahasa, serta

bentuk–bentuk lainnya yang digunakan untuk mengkomunikasikan hasil

pengamatan (Hoffman dan Laszlo, dalam Wu, 2000). Oleh karena atom tidak

dapat diamati menggunakan pancaindera, para ahli kimia menjelaskannya dengan

menggunakan lambang berupa angka, model, dan huruf.

Masalah yang menarik untuk diperhatikan tentang ilmu kimia adalah

meskipun ilmu kimia banyak memberikan manfaat dalam kehidupan manusia,

tetapi banyak fakta menunjukkan bahwa ilmu kimia dipandang ilmu yang sulit

dan tidak menarik untuk dipelajari.

B. Level Simbolik dalam Kimia

Johnstone menyatakan bahwa konsep IPA dan tiga level cara memahami

IPA menjadikan IPA sulit dipelajari. Ia juga mengatakan tiga level pemahaman ini

tidak hanya khas untuk kimia, tapi juga untuk biologi dan fisika. Hanya saja kimia

10

lebih sering menggunakan lambang matematik, rumus, dan persamaan untuk

memperlihatkan hubungan level makroskopik dan mikroskopik (Gabel, 1999).

Pemahaman level simbolik akan lebih mudah jika siswa telah menguasai

pemahaman level makroskopik dan mikroskopik. Hal ini disebabkan karena level

simbolik merupakan terjemahan dari pengalaman atau peristiwa yang teramati

pada eksperimen dan presentasi level mikroskopiknya ke dalam suatu simbol-

simbol, rumus-rumus dan perhitungan. Biasanya siswa akan merasa kesulitan jika

pemahaman level simbolik ini tidak ditunjang oleh kedua level tadi.

Pemahaman pada level simbolik dalam pelajaran kimia di sekolah

seringkali diabaikan. Banyak siswa yang mengalami kesulitan mempelajari level

pemahaman simbolik dan molekuler dalam kimia (Wu,2000).

C. Beberapa Dugaan Penyebab Kesulitan Belajar Kimia

Siswa dapat dikatakan mengalami kesulitan belajar apabila siswa yang

bersangkutan tidak berhasil mencapai taraf kualifikasi hasil belajar tertentu (Abin

Syamsudin, 2000:308).

Kesulitan belajar kimia diantaranya disebabkan karena:

1) Siswa tidak tahu bagaimana caranya belajar.

2) Siswa kurang menguasai matematika dasar.

3) Siswa kurang mempunyai kemampuan problem solving. Kemampuan

problem solving sangat diperlukan untuk mempelajari kimia (Wayre

Huang dalam Ashadi, 2006).

11

4) Pemakaian nama-nama unsur yang tidak konsisten dengan simbolnya.

Sebagai contoh unsur besi (Iron) disimbolkan Fe (Ferrum), Emas (Gold)

disimbolkan Au (Aurum), Kalsium disimbolkan Ca, sedangkan simbol K

digunakan untuk kalium. Hal ini terjadi karena simbol-simbol unsur

memang tidak berasal dari bahasa Inggris.

5) Kekeliruan guru dalam usaha mengarahkan siswa agar tidak hanya

menghafal. Belajar memang tidak hanya menghafal, namun ada beberapa

bagian yang tidak ada cara lain kecuali menghafal. Nama-nama unsur

kimia harus dihafal, tanpa menghafalnya siswa tidak akan mengenalnya.

Namun pada faktanya di lapangan masih ada beberapa guru yang meminta

siswanya untuk tidak menghafal dan siswanya salah tangkap, terlanjur

salah paham bahwa belajar kimia tidak boleh menghafal (Jacob Anthony

Seiler, 2006).

Berdasarkan hasil penyelidikan Utomo dan Ruijter (1990) terhadap siswa

yang diberi soal, ternyata hanya sebagian kecil siswa yang dapat mengerjakannya

dengan baik, sebagian besar bahkan tidak tahu apa yang harus dikerjakan. Setelah

diberi petunjuk pun mereka masih juga tidak dapat menyelesaikan soal-soal

tersebut padahal guru menerangkan seluruh penyelesainnya. Siswa dapat mengerti

penjelasan guru, tetapi tetap tidak mampu untuk mengerjakan soal yang serupa itu

secara mandiri. Mereka hanya menonton seseorang memecahkan soal atau

menghafalkan contoh-contoh penyelesaian soal. Dengan demikian sasaran

pengajaran tidak tercapai dan inilah yang menyebabkan hasil ujian yang kurang

12

memuaskan. Berdasarkan penyelidikan tersebut dapat disimpulkan bahwa terdapat

beberapa penyebab siswa tidak dapat memecahkan soal diantaranya :

1) Siswa kurang menganalisis soal yang dihadapinya.

Hal ini terjadi karena beberapa hal, siswa tidak membaca soal dengan

seksama, tidak menyadari apa yang diketahui, terlalu cepat memulai

dengan perhitungan, dan tidak mengetahui sebenarnya apa yang

ditanyakan.

2) Siswa tidak merencanakan jalan penyelesaian.

Hal ini disebabkan karena siswa tidak mulai dengan yang ditanyakan,

tidak mengetahui persamaan-persamaan yang terpenting, dan tidak

menghubungkan teori umum dengan soal khusus yang dihadapinya.

3) Siswa tidak menyelesaikan soal-soal secara terperinci

Siswa tidak menyelesaikan soal secara terperinci seperti mengabaikan

satuan-satuan yang dipakai dan siswa memulai perhitungan terlalu awal.

4) Siswa tidak menilai lagi kebenaran jawabannya.

Kebanyakan dari siswa yang mengerjakan soal tidak memeriksa lagi

apakah jawaban yang diperoleh itu betul, realistis, sesuai dengan yang

ditanyakan.

Selain itu, sebagaimana kita ketahui bahwa ilmu kimia berhubungan

dengan ilmu-ilmu lainnya termasuk matematika. Banyak siswa yang sering

melakukan kesalahan dalam menyelesaikan soal terutama yang berhubungan

dengan matematika. Ada beberapa faktor yang menyebabkan siswa melakukan

13

kesalahan dalam menyelesaikan soal-soal matematika (Newman dalam

Mallongtarang, 2010) antara lain adalah sebagai berikut :

1) Reading error yaitu kesalahan membaca.

Siswa melakukan kesalahan dalam membaca kata-kata penting dalam

pertanyaaan atau siswa salah dalam membaca informasi utama, sehingga

siswa tidak menggunakan informasi tersebut untuk menyelesaikan soal.

2) Reading Comprehesion difficulty yaitu kesalahan memahami soal.

Siswa sebenarnya sudah dapat memahami soal, tetapi belum menangkap

informasi yang terkandung dalam pertanyaan, sehingga siswa tidak dapat

memproses lebih lanjut solusi dari permasalahan.

3) Transform error yaitu kesalahan transformasi.

Siswa gagal dalam memahami soal-soal untuk diubah ke dalam kalimat

matematika yang benar.

4) Weakness in process skill yaitu kesalahan dalam ketrampilan proses.

Siswa dalam menggunakan kaidah atau aturan sudah benar, tetapi

melakukan kesalahan dalam melakukan penghitungan atau komputasi.

5) Encoding error yaitu kesalahan dalam menggunakan notasi.

Dalam hal ini siswa melakukan kesalahan dalam menggunakan notasi yang

benar.

6) Corelles error yaitu kesalahan karena kecerobohan atau kurang cermat.

14

D. Diagnosis Kesulitan Belajar

Diagnosis dan perbaikan belajar mempunyai peranan sangat penting

dalam membantu murid untuk berkembang sesuai dengan kemampuannya.

Keberadaan program diagnosis dan perbaikan belajar sangat besar artinya bagi

siswa yang mempunyai kemampuan yang berbeda dari kemampuan umum teman-

temannya. Tanpa adanya program diagnosis dan perbaikan belajar, anak yang

kurang mampu akan selamanya tertinggal dari teman-temannya, dan anak yang

pintar mungkin akan menyalurkan kemampuannya yang berlebih ke hal-hal yang

negatif.

Menurut C. Ross dan Julian Stanley, langkah-langkah mendiagnosis

kesulitan belajar ada tiga tahap, yaitu :

1) Langkah-langkah diagnosis yang meliputi aktifitas, berupa

a.Identifikasi kasus

b.Lokalisasi jenis dan sifat kesulitan

c. Menemukan faktor penyebab baik secara internal maupun eksternal

2) Langkah prognosis yaitu suatu langkah untuk mengestimasi (mengukur),

memperkirakan apakah kesulitan tersebut dapat dibantu atau tidak.

3) Langkah Terapi yaitu langkah untuk menemukan berbagai alternatif

kemungkinan cara yang dapat ditempuh dalam rangka penyembuhan

kesulitan tersebut yang kegiatannya meliputi antara lain pengajaran

remedial, transfer atau referal.

Sasaran dari kegiatan diagnosis pada dasarnya ditujukan untuk memahami

karakteristik dan faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya kesulitan. Dari

15

ketiga pola pendekatan di atas dapat disimpulkan bahwa langkah-langkah pokok

prosedur dan teknik diagnosa kesulitan belajar adalah sebagai berikut:

1) Mengidentifikasi siswa yang diperkirakan mengalami kesulitan belajar.

Adapun langkah-langkah mengidentifikasi siswa yang mengalami

kesulitan belajar adalah sebagai berikut:

• Menandai siswa dalam satu kelas atau dalam satu kelompok yang

diperkirakan mengalami kesulitan belajar baik bersifat umum maupun

khusus dalam bidang studi.

• Meneliti nilai ulangan yang tercantum dalam “record academic”

kemudian dibandingkan dengan nilai rata-rata kelas atau dengan

kriteria tingkat penguasaan minimal kompetensi yang dituntut.

• Menganalisis hasil ulangan dengan melihat sifat kesalahan yang

dibuat.

• Melakukan observasi pada saat siswa dalam kegiatan proses belajar

mengajar yaitu mengamati tingkah laku siswa dalam mengerjakan

tugas-tugas tertentu yang diberikan di dalam kelas, berusaha

mengetahui kebiasaan dan cara belajar siswa di rumah melalui check

list.

• Mendapatkan kesan atau pendapat dari guru lain terutama wali

kelas,dn guru pembimbing.

2) Mengalokasikan letaknya kesulitan atau permasalahannya, dengan cara

mendeteksi kesulitan belajar pada bidang studi tertentu. Dengan

membandingkan angka nilai prestasi siswa yang bersangkutan dari bidang

16

studi yang diikuti atau dengan angka nilai rata-rata dari setiap bidang studi.

Atau dengan melakukan analisis terhadap catatan mengenai proses belajar.

Hasil analisa empiris terhadap catatan keterlambatan penyelesaian tugas,

ketidakhadiran, kekurang aktifan dan kecenderungan berpartisipasi dalam

belajar

3) Melokalisasikan jenis faktor dan sifat yang menyebabkan mengalami

berbagai kesulitan.

4) Memperkirakan alternatif pertolongan. Menetapkan kemungkinan cara

mengatasinya baik yang bersifat mencegah (preventif) maupun

penyembuhan(kuratif).

E. Pola Pemecahan Masalah

Menurut George Polya (1887–1985), seorang matematikawan dari

Hongaria dalam bukunya yang berjudul “How to Solve It”, tahap-tahap dalam

pola pemecahan masalah menurut Polya yaitu:

1) Understand the Problem

Bacalah soal dengan baik sehingga kita melangkah ke arah yang tepat.

Pastikan bahwa kita memahami masalah yang harus diselesaikan.

• Bacalah soal dengan cermat.

• Perhatikan kalau perlu catat, angka dan syarat yang diasumsikan.

17

• Apa yang sebenarnya harus ditentukan? Apa yang tidak diketahui

(tapi relevan dengan soal).

• Buatlah gambar atau diagram untuk menyatukan informasi dan

membantu memvisualisasi masalah.

• Beri simbol pada kuantitas-kuantitas yang ada.

• Kalau bisa nyatakan masalah dalam kata-kata sendiri.

2) Plan a Strategy for solving the problem

Setelah memahaminya, langkah berikutnya adalah menentukan bagaimana

menyelesaikannya. Ini adalah tahap tersulit, membutuhkan kreatiftas, dan

pengalaman.

• Ingat-ingat kembali mungkin kita pernah berhadapan dengan soal

yang mirip atau serupa sebelumnya.

• Susunlah strategi, kalau perlu buatlah diagram flow-chart, tertulis atau

secara mental.

• Kenali perangkat analitik dan komputasi yang diperlukan.

3) Execute your strategy, and revise it if necessary.

Setelah menentukan strateginya, maka kita melaksanakannya. Jika diperlukan

strategi bisa diubah.

• Laksanakan strategi secara bertahap dan perhatikan tiap langkah

sehingga kita tidak terperosok sehingga terjadi kesalahan.

• Lakukan perbaikan bila ternyata ada kesalahan. Lakukan revisi bila

ternyata strategi (hampir) mustahil dilaksanakan.

18

4) Check and interpret your result.

Umumnya kita berhenti pada langkah ke 3. Tetapi langkah terakhir ini tidak

kurang pentingnya.

• Setelah diperoleh hasil, jangan berhenti dulu.

• Periksa apakah satuan sesuai dan hasil/bilangan yang diperoleh,

masuk akal atau sesuai dengan perkiraan?

• Cek kembali perhitungan atau nalar, apakah hasil sesuai dengan

batasan asumsi?

F. Analisis Level Simbolik pada Materi Sifat Koligatif Larutan

1) Pengertian Sifat Koligatif Larutan

Kata koligatif berasal dari kata latin colligare yang berarti berkumpul

bersama.Sifat koligatif larutan hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut

di dalam larutan, dan tidak bergantung pada jenis zat terlarut.

Sifat koligatif larutan meliputi penurunan tekanan uap (∆P), penurunan titik

beku (∆Tf), kenaikan titik didih (∆Tb), dan tekanan osmotik (π ).

2) Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit

a. Penurunan Tekanan Uap

Jika ke dalam suatu ruangan tertutup dimasukkan pelarut murni pada suhu

tertentu, sebagian pelarut akan menguap. Uap yang dihasilkan menimbulkan

tekanan tertentu yang disebut tekanan uap. Pada saat penguapan, sejumlah tertentu

partikel dalam cairan memiliki energi kinetik yang cukup untuk meninggalkan

permukaan. Partikel-partikel bergerak dari cairan ke ruang kosong di atas cairan.

19

Partikel-partikel dalam ruang di atas cairan segera membentuk fasa uap. Saat

konsentrasi partikel dalam fasa uap meningkat, beberapa partikel kembali ke fasa

cair, proses ini disebut pengembunan. Keadaan kesetimbangan tercapai ketika laju

penguapan sama dengan laju pengembunan. Tekanan pada saat kesetimbangan

tersebut terjadi dinamakan tekanan uap jenuh pelarut murni (P0).

Jika kedalam pelarut tersebut dimasukkan zat terlarut yang sukar menguap

hingga terbentuk larutan, maka tekanan yang ditimbulkan oleh uap jenuh pelarut

dari larutan dinamakan tekanan uap jenuh larutan (P).

Adanya zat terlarut yang sukar menguap akan mempersulit gerak partikel

pelarut untuk meninggalkan fasa cairnya dibandingkan tanpa keberadaan partikel

zat terlarut. Hal ini menyebabkan, pada suhu yang sama, tekanan uap larutan lebih

kecil dibandingkan dengan tekanan uap pelarut murninya, artinya pada peristiwa

ini terjadi penurunan tekanan uap. Model mikroskopik penguapan air dan

penguapan pada larutan urea terlihat pada gambar 2.2 dan gambar 2.3 berikut.

Gambar 2.2. Model Mikroskopik Penguapan Air

20

P = Po

. Xp

Gambar 2.3. Model Mikroskopik Penguapan pada Larutan urea

Tabel 2.1. Penurunan Tekanan Uap Jenuh (∆∆∆∆P) Teoritis Berbagai Jenis

Larutan Nonelektrolit dalam Air pada 20oC*)

Zat terlarut

Fraksi

mol zat

terlarut

Tekanan uap

jenuh larutan

Penurunan

tekanan uap

jenuh

Air murni - 17,54 mmHg -

Glikol 0,01 17,36 mmHg 0,18 mmHg

Glikol 0,02 17,18 mmHg 0,36 mmHg

Urea 0,01 17,36 mmHg 0,18 mmHg

Urea 0,02 17,18 mmHg 0,36 mmHg

*) Purba (2007) dan Mulyono (2002)

Berdasarkan percobaan yang dilakukan Raoult, secara simbolik tekanan

uap jenuh larutan dapat dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

P : tekanan uap jenuh larutan

Po : tekanan uap jenuh pelarut murni

Xp : fraksi mol zat pelarut

Persamaan tersebut mempunyai arti: tekanan uap jenuh larutan sama

dengan fraksi mol pelarut dikalikan dengan tekanan uap jenuh pelarut murninya,

ini biasa disebut sebagai hukum Raoult. Hukum ini hanya berlaku untuk zat

terlarutnya yang sukar menguap (nonvo

Selisih antara tekanan uap jenuh pelarut murni dengan tekanan uap jenuh

larutan, disebut penurunan tekanan uap jenuh (

dirumuskan sebagai berikut:

Keterangan:

∆P : penurunan tekanan uap jenuh

Xt : fraksi mol zat terlarut

Fraksi mol menyatakan perbandingan banyaknya mol suatu zat yang ada

dalam campuran tersebut. Untuk menentukan fraksi

simbolik dapat dirumuskan sebagai berikut:

∆P = Po – P

= Po – ( P

o.Xp )

= Po – (P

o ( 1-Xt ))

= Po – (P

o – (P

o .Xt

= Po – P

o + ( P

o . X

∆P = Po . Xt

atau

P : tekanan uap jenuh larutan

: tekanan uap jenuh pelarut murni

: fraksi mol zat pelarut



biasa disebut sebagai hukum Raoult. Hukum ini hanya berlaku untuk zat

terlarutnya yang sukar menguap (nonvolatile).


larutan, disebut penurunan tekanan uap jenuh (∆P). secara simbolik dapat


P : penurunan tekanan uap jenuh (atm)

: fraksi mol zat terlarut


dalam campuran tersebut. Untuk menentukan fraksi mol suatu larutan,

simbolik dapat dirumuskan sebagai berikut:

21

))

t))

Xt)



biasa disebut sebagai hukum Raoult. Hukum ini hanya berlaku untuk zat


secara simbolik dapat


suatu larutan, secara

22

Keterangan :

Xt : fraksi mol zat terlarut

nt : jumlah mol zat terlarut (mol)

Xp : fraksi mol zat pelarut

np : jumlah mol pelarut (mol)

b. Penurunan Titik Beku

Perubahan dari cair menjadi padat disebut pembekuan. Titik beku suatu

cairan adalah suhu pada saat laju pembentukan fasa cair dan pembentukan fasa

padat berada dalam kesetimbangan. Untuk membeku suatu cairan melepaskan

energi sedangkan untuk mencair suatu padatan menyerap energi. Pada gambar 2.4,

ditunjukkan keadaan kesetimbangan pada saat tercapainya titik beku air Es.

Gambar 2.4. Model Mikroskopik Titik Beku Air Es

Titik beku air murni pada tekanan 1 atm adalah 0 oC. Jika ke dalam air

tersebut dimasukkan zat terlarut yang sukar menguap sehingga membentuk

larutan, kemudian didinginkan ternyata pada suhu 0 oC larutan tersebut belum

membeku. Hal ini disebabkan karena partikel zat terlarut merupakan gangguan

bagi partikel pelarut untuk saling berdekatan dan menyusun fasa padat yang

23

teratur, supaya jarak partikel semakin dekat dan bisa menyusun fasa padat yang

teratur, diperlukan penurunan suhu. Ketika suhu diturunkan maka akan terjadi

kesetimbangan kembali antara jumlah partikel pelarut yang membentuk fasa cair

dengan pelarut yang membentuk fasa padat.

Gambar 2.5. Model Mikroskopik Titik Beku Larutan Urea

Di negara yang memiliki musim dingin, suhu udara dapat mencapai di

bawah titik beku normal air, sehingga diperlukan zat yang dapat menurunkan titik

beku air dalam radiator mobil yang disebut “zat anti beku”.

Penurunan titik beku, secara simbolik dapat dirumuskan sebagai berikut:

∆Tf = Tf 0

- Tf

Keterangan:

Tf : Titik beku larutan (0C)

T f 0

: Titik beku pelarut (0C)

∆Tf : Penurunan titik beku (0C)

dimana

∆Tf = m Kf

24

keterangan:

∆Tf : penurunan titik beku (oC)

m : molalitas larutan (mol/kg)

Kf : tetapan penurunan titik beku molal (oC/m)

Di bawah ini, terdapat beberapa data tetapan penurunan titik beku molal

pelarut murni (Kf).

Tabel 2.2. Data Tetapan Penurunan Titik Beku Molal dari Beberapa

pelarut*)

Pelarut Titik beku/oC Kf/(oC m-1)

Air, (H2O) 0,00 1,86

Benzene, (C6H6) 5,50 5,12

Etanol, (C2H6O) -144,60 1,99

Kloroform, (CHCl3) -63,50 4,68

*)Sunarya (2003)

c. Kenaikan Titik Didih

Tekanan uap suatu zat cair akan meningkat bila suhu dinaikkan sampai zat

itu mendidih. Suatu zat cair dikatakan mendidih bila tekanan uapnya sama dengan

tekanan udara di atas cairan (tekanan udara luar).

Jika ke dalam cairan pelarut murni dilarutkan zat yang sukar menguap

maka tekanan uap larutan yang terbentuk akan lebih rendah dari tekanan uap

25

pelarut murni, hal ini terjadi karena adanya partikel zat terlarut menyulitkan

partikel-partikel pelarut untuk meninggalkan larutannya, akibatnya pada suhu

yang sama tekanan uap larutan lebih rendah dari tekanan uap pelarut murni.

Sebagai contoh air murni yang ditampilkan dengan model mikroskopik

seperti molekul air gambar 2.6 pada 100 oC mempunyai tekanan uap 1 atm

sedangkan air yang mengandung zat-zat terlarut mempunyai tekanan uap < 1 atm.

Sebagai akibatnya bila tekanan udara 1 atm maka air murni sudah mendidih

sedangkan air yang mengandung zat terlarut belum mendidih. Dengan demikian,

larutan akan mendidih pada suhu lebih tinggi dari suhu didih pelarut murni.

Gejala ini yang disebut sebagai kenaikan titik didih.

Gambar 2.6. Model Mikroskopik Titik Didih Pelarut

Gambar 2.7. Model Mikroskopik Titik Didih Larutan

26

Pada gambar 2.7 memperlihatkan model zat-zat partikel terlarut

menyulitkan partikel-partikel pelarut untuk meninggalkan larutannya, akibatnya

pada suhu yang sama tekanan uap larutan lebih rendah dari tekanan uap pelarut.

Gambar 2.8. Diagram PT air dan larutan (Silberberg, 2006)

Pada gambar 2.8, diperlihatkan kurva tekanan uap air dan tekanan uap

larutan yang mengandung zat terlarut yang sukar menguap. Pada suhu tertentu,

tekanan uap larutan akan lebih rendah daripada pelarut murninya yaitu air. Selain

itu tekanan uap larutan akan mencapai 1 atm pada temperatur yang lebih tinggi

daripada tekanan uap pelarut murni. Dengan kata lain, titik didih larutan akan

lebih tinggi daripada pelarut murninya. Jumlah kenaikan titik didih pada diagram

dinyatakan dengan tanda ∆Tb.

Besarnya kenaikan titik didih larutan (∆Tb) berbanding lurus dengan

molalitas larutan dan besarnya kenaikan titik didih larutan relatif terhadap jenis

∆Tb

pelarut murni. Secara simbolik

berikut:

Keterangan:

∆Tb : kenaikan titik didih (

m : molalitas (mol/Kg)

Kb : tetapan kenaikan titik didih molal (

Tabel 2.3. Daftar Tetapan Kenaikan Titik Didih Molal Beberapa Pelarut

Pelarut

Air

Etanol

Benzena

Kloroform

Karbon tetraklorida

*) Mulyono (2002)

Molalitas (m) menyatakan banyaknya zat terlarut dalam setiap 1000 gram

pelarut. Untuk menentukan molalitas (m) suatu larutan


= m . Kb

Secara simbolik kenaikan titik didih (∆Tb) dirumuskan sebagai

: kenaikan titik didih (oC)

m : molalitas (mol/Kg)

: tetapan kenaikan titik didih molal (oC/m)

. Daftar Tetapan Kenaikan Titik Didih Molal Beberapa Pelarut

pada 1 atm*)

Pelarut Titik Didih (oC) Kb

100,0

78,4

80,1

Kloroform 64,2

Karbon tetraklorida 76,8


Untuk menentukan molalitas (m) suatu larutan, secara simbolik dapat


27

) dirumuskan sebagai

. Daftar Tetapan Kenaikan Titik Didih Molal Beberapa Pelarut

b (oC m-1)

0,52

1,22

2,53

3,63

5,03


, secara simbolik dapat

28

Keterangan:

m : molalitas(mol/Kg)

g : massa zat terlarut (gram)

Mr : massa molekul relatif

P : massa pelarut (gram)

d. Tekanan Osmotik

Peristiwa osmotik adalah perpindahan partikel-partikel pelarut melalui

membran semipermeabel secara netto dari pelarut ke larutan atau dari larutan

konsentrasi rendah (encer) menuju larutan konsentrasi tinggi (pekat). Membran

semipermeabel adalah selaput yang dapat dilalui oleh partikel-partikel pelarut

tetapi tidak dapat dilalui oleh zat terlarut (menahan zat terlarut).

Beberapa contoh osmotik yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari misalnya:

ketimun yang ditempatkan dalam larutan garam akan kehilangan airnya akibat

osmotik sehingga terjadi pengerutan.

Pada gambar 2.9. terdapat gambaran sebelum terjadi peristiwa osmotik,

ketika berlangsung peristiwa osmotik, dan setelah terjadi tekanan osmotik beserta

model mikroskopik yang terjadi di dalamnya.

29

Gambar 2.9. Model Mikroskopik Sebelum Terjadi Peristiwa Osmotik

Larutan Gula

Gambar 2.10. Model Mikroskopik Ketika Berlangsung Peristiwa Osmotik

Larutan Gula

30

Gambar 2.11. Model Mikroskopik Setelah Terjadi Tekanan Osmotik

Larutan Gula

Berdasarkan gambar 2.11, percobaan dilakukan dengan menggunakan

sebuah gelas kimia yang berisi aquades dan kemudian dimasukkan corong yang

telah diisi dengan larutan gula x M serta diberikan membran semipermeabel untuk

memisahkan larutan gula dengan air. Membran semipermeabel hanya dapat dilalui

oleh molekul air. Jumlah molekul air yang pindah dari larutan gula lebih kecil

dibandingkan jumlah molekul air yang pindah ke larutan gula. Oleh karena itu,

volume larutan menjadi lebih besar dan konsentrasinya menjadi lebih kecil.

Akibat adanya kenaikan volume larutan, maka ada tekanan yang akan

menekan molekul air untuk keluar dari larutan melalui membran. Tekanan pada

larutan berbanding lurus dengan tinggi cairan, h. Pada saat kesetimbangan,

molekul air yang ditekan keluar dari larutan sama dengan molekul air yang

masuk. Tekanan pada saat kesetimbangan ini dinamakan tekanan osmotik (π),

yang diartikan sebagai tekanan yang diperlukan untuk menjaga perpindahan

molekul air dari pelarut menuju larutan.

31

Harga tekanan osmotik berbeda untuk setiap konsentrasi. Hal ini terlihat

pada tabel 2.4.berikut ini.

Tabel 2.4.Data Percobaan Tekanan Osmotik larutan gula pada berbagai

konsentrasi*)

Volume (mL) Larutan

mengandung 1 gram sukrosa Tekanan osmotik (atm)

100 0,70

50 1,34

36,5 2,0

25 2,74

16,7 4,04

*) Purba (2000).

Pada tahun 1887, J.H. Van’t Hoff menemukan hubungan tekanan osmotik larutan

encer sesuai dengan persamaan ideal.

keterangan:

Π : tekanan osmotik (atm)

M : molaritas (mol/L)

R : tetapan gas (0,082 L.atm/mol.L

T : suhu mutlak (K)

C. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

Berdasarkan hasil pengamatan, sifat koligatif larutan nonelektrolit berbeda

dengan sifat koligatif larutan elektrolit. Apabila glukosa (non elektrolit) dilarutkan

Π = MRT

32

ke dalam air, maka glukosa akan terurai membentuk molekul-molekul glukosa.

Dengan kata lain, bila satu mol glukosa dilarutkan ke dalam air akan terdapat satu

mol molekul glukosa dalam larutan tersebut.

C6H12O6 (s) H2O (l) C6H12O6 (aq)

Berbeda halnya bila satu mol garam dapur (elektrolit) dilarutkan le dalam

air. Garam tersebut akan terurai menjadi ion Na+ dan ion Cl –

NaCl H2O (l) Na+ (aq) + Cl – (aq)

Jika satu mol garam dapur dilarutkan ke dalam air akan terdapat satu mol

ion Na+ dan satu mol ion Cl- atau terbentuk dua mol ion garam dalam larutan

tersebut. Sehingga untuk larutan elektrolit sifat koligatifnya tergantung dari

jumlah partikel yang terbentuk. Zat elektrolit dapat terionisasi dalam larutan

sehingga menghasilkan jumlah partikel lebih banyak daripada zat nonelektrolit.

Dengan demikian, sifat koligatif elektrolit lebih besar bila dibandingkan sifat

koligatif nonelektrolit.

A B

Gambar 2.12. Model Mikroskopik Larutan non Elektrolit (A) dan

Larutan Elektrolit (B)

C6H12O6 H2O Na+ Cl

-

33

Hubungan antara jumlah mol zat terlarut dan jumlah mol ion yang terdapat

dalam larutan telah dipelajari oleh Van’t Hoff, hasilnya dinyatakan dengan factor

van’t hoff yang dilambangkan dengan (i). Hubungan harga i dengan derajat

ionisasi adalah sebagai berikut:

i = 1+ (n-1) α

keterangan:

i : factor van’t Hoff

α : derajat ionisasi elektrolit

n : jumlah ion yang dihasilkan

adapun rumus derajat ionisasi (α) elektrolit adalah sebagai berikut:

� �jumlah mol terioniasi

jumlah mol mula � mula

Adanya faktor Van’t Hoff ini, membedakan harga sifat koligatif antara

larutan elektrolit dengan nonelektrolit. Perbedaan rumus perhitungan sifat

koligatif larutan elektrolit dengan larutan nonelektrolit dapat dilihat pada tabel

2.5.

Tabel 2.5. Rumus Sifat Koligatif Larutan Non Elektrolit dan Elektrolit

Sifat koligatif Nonelektrolit Elektrolit

Penurunan tekanan uap (∆P) ∆P = Po. Xt ∆P = Po . Xt . i

Kenaikan titik didih (∆Tb) ∆Tb = m . Kb ∆Tb = m . Kb . i

Penurunan titik beku (∆Tf) ∆Tf = m . Kf ∆Tf = m. Kf . i

Tekanan osmotik (Π) Π = M . R . T Π = M . R. T . i

34

Berdasarkan materi di atas, maka sub konsep-sub konsep tersebut dapat

diklasifikasikan sebagai berikut:

Tabel 2.6. Matriks Level Simbolik Materi Sifat Koligatif Larutan

Label

Konsep Level Simbolik

Penurunan

tekanan uap

Keterangan:

∆P = penurunan tekanan uap jenuh (atm)

Xt = fraksi mol zat terlarut

Kenaikan

titik didih

Keterangan:

∆Tb = kenaikan titik didih (oC)

m = molalitas (mol/Kg)

Kb = tetapan kenaikan titik didih molal (oC/m)

Penurunan

titik beku

Keterangan:

∆Tf = penurunan titik beku (oC)

m = molalitas (mol/Kg)

Kf = tetapan penurunan titik beku molal (oC/m)

∆Tf = m.Kf

∆Tb = m.Kb

∆P = Po . Xt

∆P = Po - P

Label

Konsep

Tekanan

osmotic

Keterangan

π

M = molaritas (mol/L)

R = tetapan gas (0,082 L atm/mol

T = suhu mutlak (K)

Sifat koligatif

larutan

elektrolit

Rumus sifat koligatif larutan elektrolit

Level Simbolik

Keterangan :

= tekanan osmotik (atm)

M = molaritas (mol/L)

R = tetapan gas (0,082 L atm/mol K)

T = suhu mutlak (K)

Rumus sifat koligatif larutan elektrolit

• Penurunan tekanan uap

• Kenaikan titik didih

• Penurunan titik beku

• Tekanan osmotik

π = MRT

35

Elek Trol It

Documents

Elek Trol It