![176500208-Rpp-Kim-Sma-Termokimia-1 KU [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/176500208-rpp-kim-sma-termokimia-1-ku.jpg)
5 0 1 MB
RPP Kimia 1 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA: Termokimia Satuan Pendidikan
:
SMA Negeri 7 Banjarmasin
Mata Pelajaran
:
Kimia
Kelas/Semester
:
Kelas XI/ Semester I
Materi Pembelajaran
:
Hukum kekekalan energi, sistem dan lingkugnan,
reaksi
eksoterm
dan
endoterm, energi dalam, kalor, dan kerja. Alokasi Waktu
:
Hari/Tanggal
:
2 x 45 menit
___________________________________________________________________________ I.
Standar Kompetensi
:
Memahami perubahan energi dalam reaksi kimia dan cara pengukurannya.
II.
Kompetensi Dasar
:
Mendeskripsikan
perubahan
entalpi
reaksi,
reaksi
eksoterm dan reaksi endoterm. III.
Indikator A. Kognitif 1. Produk: a. Menjelaskan hukum/asas kekekalan energi. b. Membedakan sistem dan lingkungan. c. Membedakan reaksi yang melepaskan kalor (eksoterm) dan reaksi yang membutuhkan kalor (endoterm). d. Mengidentifikasi sistem dan proses termodinamika serta reaksi-reaksi yang termasuk reaksi eksoterm dan endoterm. e. Menjelaskan kaitan antara energi dalam, kalor, dan kerja (optional). 2. Proses: a. Melakukan demostrasi untuk menyelidiki perpindahan kalor antara sistem dan lingkungan, menetukan sistem dan lingkungan menggunakan alat dan bahan sesungguhnya. 1) Merumuskan masalah dan hipotesis 2) Mengidentifikasi variabel manipulasi 3) Mengidentifikasi variabel respon 4) Mengidentifikasi variabel kontrol
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
1
5) Melaksanakan demonstrasi 6) Mengisi tabel pengamatan 7) Melakukan analisis data 8) Merumuskan simpulan b. Menginterpretasikan tanda (positif atau negatif) untuk ΔU, q, dan w dari bentuk matematis Hukum Termodinamika I (optional). B. Psikomotor 1. Merangkai alat untuk melakukan demonstrasi reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. 2. Menentukan temperatur air pada saat demonstrasi (menggunakan alat dan bahan sesungguhnya). C. Afektif 1. Karakter a. disiplin, b. kerja keras, c. rasa ingin tahu, 2. Keterampilan sosial: a. menjadi pendengar yang baik, b. komunikatif, c. kerja sama. IV.
Tujuan Pembelajaran: A. Kognitif 1. Produk: a. Secara mandiri siswa dapat menjelaskan hukum/asas kekekalan energi dengan mengerjakan soal LP Produk sesuai dengan kunci jawaban. b. Secara mandiri siswa dapat membedakan sistem dan lingkungan dengan mengerjakan soal LP Produk sesuai dengan kunci jawaban. c. Secara mandiri siswa dapat membedakan reaksi yang melepaskan kalor (eksoterm) dan reaksi yang membutuhkan kalor (endoterm) dengan mengerjakan soal LP Produk sesuai dengan kunci jawaban. d. Secara mandiri siswa dapat siswa dapat mengidentifikasi reaksi-reaksi yang termasuk reaksi eksoterm dan endoterm dengan mengerjakan soal LP Produk sesuai dengan kunci jawaban.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
2
e. Secara mandiri siswa dapat menjelaskan kaitan antara energi dalam, kalor, dan kerja dengan mengerjakan soal LP Produk sesuai dengan kunci jawaban (optional). 2. Proses a. Diberikan alat, bahan dan LKS SMA siswa dapat melaksanakan demonstrasi untuk menyelidiki perpindahan kalor antara sistem dan lingkungan, menetukan sistem dan lingkungan sesuai kunci LP 2: Proses (merumuskan masalah dan hipotesis, variabel manipulasi, variabel respon, variabel kontrol, melaksanakan demostrasi, mengisi tabel pengamatan, analisis, kesimpulan) (catatan: praktikum dengan alat dan bahan sesungguhnya) b. Diberikan Lembar Pengerjaan siswa dapat menginterpretasikan tanda (positif atau negatif) untuk ΔU, q, dan w dari bentuk matematis Hukum Termodinamika I sesuai kunci LP 2 Proses (optional). B. Psikomotor 1. Disediakan alat, bahan, dan LKS SMA, siswa dapat merangkai alat untuk melakukan demonstrasi reaksi eksoterm dan reaksi endoterm sesuai dengan rincian tugas kinerja yang ditentukan.pada LP 3: Psikomotor. 2. Disediakan objek pengukuran (suhu air) saat demonstrasi siswa dapat menentukan temperatur air sesuai dengan rincian tugas kinerja yang ditentukan pada LP 3: Psikomotor.
C. Afektif 1. Karakter: Terlibat dalam proses belajar mengajar berpusat pada siswa, paling tidak siswa dinilai membuat kemajuan dalam menunjukkan karakter rasa ingin tahu, kerja keras, dan disiplin. 2. Keterampilan sosial: Terlibat dalam proses belajar mengajar berpusat pada siswa, paling tidak siswa dinilai membuat kemajuan dalam menunjukkan perlaku keterampilan sosial menjadi pendengar yang baik, komunikatif, dan bekerja sama. V.
Materi Ajar
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
3
Termodinamika kimia mempelajari perubahan energi yang meyertai proses kimia dan perubahan fase zat. Subjek kajian termodinamika adalah sistem, sedangkan bagian luar sistem disebut lingkungan. Sistem dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: 1. Sistem terbuka (Open System), bila dapat terjadi pertukaran materi dan energy antara sistem dengan lingkungannya. 2. Sistem tertutup (Closed System), bila tidak terjadi pertukaran materi namun pertukaran energy masih dapat terjadi antara sistem dengan lingkungannya. 3. Sistem terisolasi (Isolated System), bila tidak dapat terjadi pertukaran materi maupun energy antara sistem dengan lingkungannya. Proses dalam termodinamka dapat dibedakan atas: 1. Proses isothermal, yaitu proses yang berlangsung pada suhu tetap. 2. Proses isobaric, yaitu proses yang berlangsung pada tekanan tetap. 3. Proses isokhorik, yaitu proses yang berlangsung pada volume tetap. 4. Proses reversibel, merupakan prose syang dapat dibalikan arahnya dan sistem selalu dalam keadaan setimbang dengan lingkungannya. 5. Proses irreversible, yaitu proses yang berlangsung secara terus-menerus dan tidak dapat dibalikkan arahnya. A. Hukum Kekekalan Energi Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah bentuk dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Contohnya, energi cahaya matahari diubah menjadi energi kimia berupa karbohidrat. Karbohidrat diubah oleh manusia atau hewan menjadi energi panas kembali, setelah dicerna, sehingga tubuh manusia atau hewan tetap hangat. 1. Sistem dan Lingkungan Sistem adalah bagian dari alam semesta yang ingin dipelajari, sedangkan yang di luar sistem disebut lingkungan. Contohnya, tabung reaksi yang di dalamnya terdapat 5 mL larutan NaOH 0,1 M. Larutan NaOH sebagai sistem, sedangkan tabung reaksi dan udara di luarnya sebagai lingkungan. Setiap sistem kimia mempunyai sejumlah energi yang besarnya bergantung pada keadaan sistem, yaitu keadaan fisik masing-masing zat (gas, padat, cair), jumlah zat, temperatur, dan tekanan. Energi itu disebut sebagai energi dalam. Energi Dalam (Internal Energy), Kalor, dan Kerja
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
4
Energy total yang dimiliki oleh sistem disebut energi dalam. Perubahan energi dalam merupakan panas dan kerja yang dihasilkan atau diterima sistem. ΔU = Uakhir – Uawal = q + w Dimana: ΔU
= perubahan energy dalam sistem (J), terkadang dilambangkan dengan E.
q
= besarnya kalor (panas) yang dilepaskan atau diterima sistem (J)
w
= besarnya kerja yang dilakukan atau dikenakan sistem (J)
Persamaan tersebut merupakan bentuk matematis dari Hukum Termodinamika I yaitu; “Bahwa dalam interkasi antara sistem-lingkungan, energy tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan dan dinyatakan sebagai perubahan energy dalam ΔU sistem tersebut.” ΔU, q, dan w dapat mempunyai tanda positif dan negatif yang dijelaskan pada tabel berikut: Tanda
ΔU
q
w
Positif
Energi dalam
Sistem menerima kalor
Sistem menerima kerja dari
sistem bertambah
dari lingkungan
lingkungan
Energi dalam
Sistem melepaskan kalor
Sistem melakukan kerja
sistem berkurang
ke lingkungan
pada lingkungan
Negatif
Proses adiabatic merupakan proses dimana tidak terjadi pertukaran kalor antara sistem dengan lingkungan (q=0). Akibatnya pada proses ini ΔU = w. Kerja dilakukan jika sistem memuai atau memapat sebesar dV melawan tekanan luar Peks adalah
𝑤 = − ∫ 𝑃𝑒𝑘𝑠 𝑑𝑣 Bila sistem mengalami proses pada volume tetap (dV = 0) maka kerja yang dilakukan adalah nol sehingga ΔU = qv (qv = kalor pada volume tetap). Selain itu, kerja juga bernilai nol terjadi bila sistem memuai melawan tekanan luar nol seperti yang terjadi pemuaian pada ruang hampa. Kapasitas panas pada volume tetap (Cv) dirumuskan: Cv =
𝑞𝑣 ∆𝑇
=
∆𝑈 ∆𝑇
2. Kalor Reaksi Saat menggenggam bongkahan es, tangan kita akanterasa dingin. Rasa dingin ini terjadi karena panas dari tangan kita berpindah ke permukaan es. Begitu juga apabila es diletakkan pada suhu ruangan, lama-lama es akan mencair. Perubahan wujud es ini terjadi karena es menyerap kalor dari lingkungan. Dalam ilmu kimia, proses penyerapan kalor ini dikenal dengan proses endoterm, pada air yang dipanaskan, terjadi perubahan Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
5
suhu pada air, kalor mengalir dari lingkungan ke sistem yang disebut proses endoterm, ketika air telah panas dan didiamkan pada suhu ruang, temperature air perlahan turun mendekati suhu ruangan, pada peristiwa tersebut terjadi proses eksoterm. Kalor reaksi adalah kalor yang berpindah dari sistem ke lingkungan atau dari lingkungan ke sistem agar temperatur sistem sesudah reaksi sama dengan temperatur sistem sebelum reaksi. a. Reaksi Eksoterm Perhatikan reaksi anatara larutan HCl dengan larutan NaOH. Temperatur larutan (sebagai sistem) akan naik yang akhirnya akan kembali seperti semula. Temperatur awal dapat dicapai kembali karena terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan. Reaksi yang mengakibatkan terjadinya perpindahan kalor (q) dari sitem ke lingkungan disebut reaksi eksoterm seperti diilustrasikan pada gambar berikut.
Reaksi eksoterm, temperatur sistem lebih tinggi daripada temperatur lingkungan karena terjadi perpindahan kalor (q) dari sistem ke lingkungan. Contoh reaksi eksotermik adalah reaksi antara logam aluminium dan bromin membentuk aluminium bromida (AlBr3) padat seperti ditunjukkan pada gambar berikut.
Reaksi antara aluminium dan bromin membentuk aluminium bromida berlangsung eksotermik.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
6
Bromin menguap menghasilkan uap berwarna coklat. Reaksi eksotermik antara bromin dan aluminium menyebabkan uap coklat yang terbentuk semakin banyak. Reaksi yang terjadi adalah: 2 Al (s) + 3 Br2 (l) → 2 AlBr3 (s) b. Reaksi Endoterm Peristiwa yang berbeda terjadi pada reaksi antara amonium karbonat [(NH4)2CO3] dengan asam asetat (CH3COOH) pekat. Temperatur larutan akan turun yang akhirnya juga akan kembali seperti temperatur semula. Temperatur awal dicapai kembali karena terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem. Reaksi yang mengakibatkan terjadinya perpindahan kalor (q) dari lingkungan ke sistem disebut reaksi endoterm seperti diilustrasikan pada gambar berikut.
Reaksi endoterm, temperatur sistem lebih rendah daripada termperatur lingkungan karena terjadi perpindahan kalor (q) dari lingkungan ke sistem. Reaksi antara barium hidroksida oktahidrat dengan amonium nitrat merupakan contoh reaksi endoterm. Ba(OH)2.8H2O (s) + 2 NH4NO3 (s) → Ba2+ (aq) + 2 NO3- (aq) + 2 NH3 (aq) + 10 H2O (l)
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
7
(a)
(b)
(a) Pencampuran barium hidroksida oktahidrat dengan amonium nitrat menghasilkan zat seperti lumpur karena dalam reaksi dihasilkan air. (b) Campuran reaksi menyerap panas secara cepat dari lingkungan dan baker terselimuti oleh zat yang membeku, air yang berada di atas kayu juga membeku sehingga baker melekat pada kayu. Banyaknya kalor (q) yang dilepas atau diterima oleh suatu sistem sama dengan massa sistem (m) dikalikan kalor jenis (c) dan kenaikan atau penurunan temperatur, ∆T. q = m.c.∆T Kapasitas panas kalorimeter adalah kapasitas untuk menyerap atau melepas energi pada tiap derajat perubahan temperatur. Sering juga diekspresikan sebagai ekuivalen air. Untuk mendemonstrasikan transfer energi kalor, dapat dilakukan dengan kalorimeter sederhana seperti yang diilustrasikan pada gambar berikut.
Kalorimeter sederhana Energi yang mengalir antara sampel dan air dalam kalorimeter menghasilkan perubahan temperatur air yang sebanding dengan transfer energi. Selain itu, juga terjadi perubahan energi pada dinding kalorimeter, termometer, dan pengaduk sehingga semua itu perlu diperhitungkan. Oleh karena itu, qsampel = qair + qkalorimeter 3. Perubahan Energi Untuk mendidihkan air 1 liter dengan air 5 liter, digunakan bahan bakar minyak yang berbeda jumlahnya. Hal itu disebabkan minyak mengandung isi kalor tertentu. Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
8
Banyaknya kalor yang dipergunakan untuk menaikkan temperatur 1oC bagi 1 gram air disebut 1 kalori (1 kalori = 4,184 joule). Jika reaksi berlangsung pada tekanan tetap dan pada reaksi tersebut tidak ada usaha lain kecuali perubahan kalor reaksinya disebut perubahan entalpi dengan lambang ∆H. Menurut perjanjian untuk Reaksi eksoterm, ∆H bertanda negatif (-) Reaksi endoterm, ∆H bertanda positif (+) Entalpi Jika kalor yang meyertai perubahan pada volume tetap adalah ∆U maka kalor pada tekanan tetap adalah ∆H (∆H = qP). Hubungan antara entalpi dengan energy dalam adalah: ∆H = ∆U + ∆(PV) Sehingga dapat dituliskan: H = U + PV Untuk reaksi yang melibatkan gas ideal berlaku PV = nRT, sehingga: ∆H = ∆U + ∆nRT Kapasitas panas pada tekanan tetap adalah: 𝐶𝑃 =
𝑞𝑃 ∆H ∆T ∆T
Hubungan antara CP dengan CV adalah CP - CV = RT Diagram Entalpi Jika entalpi sistem sebelum reaksi ialah HA dan setelah reaksi HB
maka
perubahan entalpinya: ∆H = HB – HA Untuk reaksi eksoterm, HA > HB maka ∆H berharga negatif. Diagram entalpi reaksi eksoterm diilustrasikan pada gambar berikut:
Diagram entalpi reaksi eksoterm Untuk reaksi endoterm, , HA < HB maka ∆H berharga positif. Diagram entalpi reaksi endoterm diilustrasikan pada gambar berikut:
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
9
Diagram entalpi reaksi endoterm
VI.
Model dan Metode Pembelajaran: Pendekatan
: Berpikir dan Berbasis Masalah
Model Pembelajaran
: Problem Solving
Metode Pembelajaran
: Ceramah, diskusi, tanya jawab, game dan pemberian tugas
Media Pembelajaran VII.
VIII.
IX.
: Buku ajar, Lembar Pengerjaan (I dan II), power point
Bahan Aquadest
100 mL
Es batu
1 bongkah
Alat Kasa asbes
1 buah
Pembakar spiritus
1 buah
Kaki tiga
1 buah
Termometer
1 buah
Gelas kimia 100 mL
2 buah
Statif dan klem
1 set
Korek api
1 buah
Proses Belajar Mengajar A. Pendahuluan (10 menit) Kegiatan
Mengawali pembelajaran dengan mengucapkan salam, berdoa
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
10
bersama dan memeriksa kehadiran siswa.
Mempersilahkan siswa memakai name tag sebagai kode untuk mempermudah penilaian.
Memotivasi
siswa
dan
melakukan
apersepsi
dengan
menyampaikan “Berdasarkan hukum kekekalan energi, energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Namun mengapa pemerintah selalu menganjurkan agar kita hemat energi? Mengapa terjadi krisis energi?”
Melakukan pre-test (optional).
Mengkomunikasikan
tujuan
pembelajaran
produk,
proses,
karakter, dan keterampilan sosial. B. Inti (70 menit) Kegiatan Penggalan 1 Eksplorasi 1. Clues
Menyajikan
informasi
berupa
rumusan
masalah,
mengorganisasikan siswa dalam kelompok (berpasangan), memberikan LKS SMA dan menyeting alat dan bahan.
Membimbing siswa merumuskan hipotesis atas rumusan masalah yang telah diberikan, mengidentifikasi variabel manipulasi, variabel respon, dan variabel kontrol dengan cara menunjuk siswa.
Melakukan demostrasi menggunakan air yang dipanaskan dan air es untuk mengetahui aliran kalor (eksoterm atau endoterm) menggunakan alat dan bahan sesuai prosedur yang tertulis di LKS SMA.
Menilai
kinerja
psikomotor
dengan
memperhatikan
keterampilan siswa.
Guru menjelaskan materi tentang hukum/azas kekekalan energi, sistem dan lingkungan, reaksi eksoterm dan endoterm serta energi dalam melalui power point. Siswa diharapkan menjadi pendengar yang baik saat materi disajikan dan siswa
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
11
mememiliki rasa ingin tahu yang tinggi dalam proses belajar mengajar. Penggalan 2
Guru memberikan Lembar Pengerjaan I.
Membaca masalah dengan hati-hati, menggaris bawahi isyarat-isyarat yang menjadi masalah.
Meminta siswa untuk menemukan masalah pada isyaratisyarat yang digaris bawahi.
Meminta siswa untuk merencanakan apa yang akan dilakukan atas masalah tersebut.
Meminta siswa untuk menemukan fakta-fakta yang mendasari masalah-masalah tersebut.
Meminta siswa menemukan fakta-fakta yang mendasari masalah tersebut.
Meminta siswa untuk mengemukakan apa yang perlu mereka temukan.
Penggalan 3 Elaborasi 2. Game Plan (Berikan Uangnya)
Guru
membagi
siswa
ke
dalam
4-5
kelompok
dan
mempersiapkan Lembar Pengerjaan II, Setiap siswa bersiapsiap untuk mengerjakan tugas yang diberikan oleh guru.
Siswa bekerja berpasangan dan memiliki waktu 2 menit untuk memulai konsep awal jawaban untuk sebuah pertanyaan yang bertingkat (waktu disesuaikan dengan level soal). Siswa diharapkan disiplin saat mengerjakan Lembar Pengerjaan II dengan bergantian mengerjakan Lembar Pengerjaan tersebut sesuai waktu yang disediakan. Siswa juga diharapkan komunikatif dan bekerja sama dengan teman satu kelompok serta
menjadi
pendengar
yang
baik
saat
temannya
berpendapat.
Begitu waktu habis, mereka memberikan jawaban yang sebagian tersebut kepada pasangan di belakang mereka dan
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
12
menerima pekerjaan dari pasangan di depannya.
Sekarang mereka memiliki waktu untuk meneruskan (missal 3 menit), bukan jawaban mereka sendiri, tetapi jawaban yang diterima dari pasangan di depan, meneruskan dari manapun jawaban ditinggalkan. Mereka didorong untuk tidak hanya menambahkan tetapi juga menyilang hal-hal yang tidak mereka setujui dan membuat catatan lainnya.
Lagi, saat waktu habis, kertasnya diberikan.
Jawaban yang baru diterima diteruskan selama (missal 3 menit) lagi.
Dan seterusnya sampai proses tersebut telah mencapai tujuannya.
Kertas
kemudian
kembali
ke
penulis
aslinya,
yang
menggunakan beberapa konstribusi tadi untuk membuat draft dari versi jawaban final yang telah dipoles.
Meminta siswa untuk menyesuaikan permainan tersebut dengan masalah yang baru saja disajikan.
Meminta siswa untuk mengidentifikasi apa yang telah mereka lakukan.
Meminta siswa untuk menjelaskan strategi yang akan mereka gunakan untuk menyelesaikan masalah. Siswa diharapkan bekerja keras dalam menyelesaikan masalah tersebut.
Mintalah siswa untuk menguji coba strategi-strateginya (misalnya dengan simplikasi, sketsa, guess and check, pencarian pola-pola dan seterusnya).
Jika strategi yang mereka gunakan tidak bekerja, mintalah mereka untuk memikirkan ulang strategi tersebut.
Penggalan 4 3. Solve
Mintalah siswa untuk menggunakan strategi-strateginya dalam menyelesaikan masalah awal.
Penggalan 5 Konfirmasi
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
13
4. Reflect
Mintalah siswa untuk melihat kembali solusi yang mereka gunakan .
Mintalah siswa untuk berdiskusi tentang menggunakan strategi tersebut di masa mendatang.
Periksalah
apakah
strategi-strategi
mereka
benar-benar
aplikatif dan solutif untuk masalah yang sama atau mirip.
Guru
menilai
Memberikan
Lembar pujian
Pengerjaan
terhadap
II
untuk
kelompok
kelompok.
yang
berhasil
menyelesaikan dengan poin tertinggi, memberikan nilai tambahan dan reward/hadiah. Penggalan 7
Mengevaluasi pemahaman siswa dengan melakukan post-test (optional).
C. Penutup (10 menit) Kegiatan
Membimbing
siswa
menyimpulkan
pelajaran
dengan
menyebutkan poin-poin penting.
X.
Guru memberikan tugas rumah kepada siswa jika ada.
Mengakhiri pelajaran dengan mengucapkan salam.
Sumber Pembelajaran 1. LKS SMA Reaksi Eksoterm dan Endoterm 2. Lembar Pengerjaan I dan II Hukum Kekekalan Energi 3. Kunci Lembar Pengerjaan I dan II Hukum Kekekalan Energi 4. LP 1: Produk dilengkapi Kunci LP 1 5. LP 2: Proses 6. LP 3: Psikomotor 7. LP 4: Pengamatan Perilaku Berkarakter 8. LP 5: Pengamatan Keterampilan Sosial 9. Tabel Spesifikasi Lembar Penilaian 10. Silabus
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
14
Daftar Pustaka Effendy. 2011. A-Level Chemistry for Senior High School Students Volume 2A. Malang: Bayumedia. Eggen, Paul dan Don Kauchak. 2012. Strategi dan Model Pembelajaran Mengajarkan Konten dan Keterampilan Berpikir. Jakarta: Indeks. Foliantini. 2009. Buku Pintar Kimia SMA untuk Kelas 1,2 dan 3. Jakarta: WahyuMedia. Ginnis, Paul. 2008. Trik & Taktik Mengajar Strategi Meningkatkan Pencapaian Pengajaran di Kelas. Jakarta: Indeks. Huda, Miftahul. 2013. Model-Model Pengajaran dan Pembelajaran. Yogyakarta: Pustaka Pelajar. Komarudin, Omang. 2010. Ringkasan Lengkap Kimia SMA Kelas 1,2 dan 3. Jakarta: Cmedia. Purba, Michael. 2007. Kimia untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga. Rahardjo, Sentot Budi. 2008. Kimia Berbasis Eksperimen 2 untuk Kelas XI SMA dan MA. Solo: Paltinum Tiga Serangkai. Riyanto, Nurdin dan Ari Yustisia Akbar. 2009. Super Genius Olimpiade Kimia SMA. Yogyakarta: Pustaka Widyatama. Rufaida, Anis Dyah, Waldjinah dan Erna Tri Wulandari. 2013. Kimia untuk SMA?MA Kelas XI Smester I. Klaten: Intan Priwara. Tim Penulis. 2008. Tinta Kimia Meniti Ujian Tahap Akhir untuk SMA dan MA. Solo: Tiga Serangkai. Unit Program Pengalaman Lapangan (UPPL). 2012. Pokok-pokok Materi Keterampilan Dasar Mengajar. Banjarmasin: UNLAM.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
15
Banjarmasin, 14 September 2013
Mengetahui, Dosen Pembimbing
Guru Pamong
Yudha Irhasyuarna, M.Pd
Siti Fatimah, S. Pd
NIP. 19690214 199403 1 003
NIP. 19790219 200501 2 009
Mahasiswa
Muhammad Maulani A1C310006
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
16
LKS SMA Reaksi Eksoterm dan Endoterm
Sistem adalah sekumpulan elemen/unsur yang saling memengaruhi antara sau dengan yang lain, sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu di luar sistem. Aliran kalor (eksoterm: melepaskan panas atau endoterm: meyerap panas) dapat ditentukan berdasarkan indikator suhu. Tujuan
: Menentukan sistem dan lingkungan dan menyelidiki aliran kalor
Bahan: Aquadest
100 mL
Es batu
1 bongkah
Kasa asbes
1 buah
Pembakar spiritus
1 buah
Kaki tiga
1 buah
Termometer
1 buah
Gelas kimia 100 mL
2 buah
Statif dan klem
1 set
Korek api
1 buah
Alat:
Rumusan Masalah
:
Apa yang bertindak sebagai sistem dan lingkungan dan bagaimana menyelidiki menyelidiki aliran kalor?
Hipotesis
: ______________________________________________________________
Variabel
:(a) yang dijaga konstan
: ______________________________________
(b) yang dimanipulasi
: ______________________________________
(c) yang merespon
: ______________________________________
Perencanaan Eksperimen: Anda diminta memperhatikan demonstrasi untuk menyelidiki hubungan aliran kalor dan penentuan sistem dan lingkungan sesuai langkah-langkah di bawah ini. Langkah-langkah: 1. Siapkan alat dan bahan. Yakinkan alat-alat yang akan digunakan dalam keadaan bersih. 2. Merangkai alat dan bahan, menyeting statif dan klem, menyusun pembakar spiritus kaki 3 kasa asbes dan geals kimia,mengaitkan thermometer agar berada bada
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
17
posisinya bersentuhan dengan objek pengukuran (air) disesuaikan dengan pengaturan klem. 3. Menyalakan pembakar spiritus dengan korek api, menyetel pembakar agar pemanasan efektif terhadap gelas kimia. 4. Mengamati perubahan
yang terjadi (mencatat
suhu sebelum
dan sesudah,
memperhatikan objek). 5. Menyiapkan gelas kimia lain, memasukkan air dan es batu ke dalamnya, mengukur suhu, membiarkannya pada suhu ruang, mencatat perubahan yang terjadi. 6. Setelah panas, membiarkan gelas kimia pertama pada suhu ruang, mengamati perubahan yang terjadi. 7. Lakukan analisis dan berikan simpulannya. Pengamatan: Tabel 1. Sistem dan Lingkungan Sistem
Lingkungan
Keterangan
Tabel 2. Pemanasan pada Air Objek Pengukuran
Suhu Sebelum
Suhu Sesudah
Suhu Air Dibiarkan
Dipanaskan
Dipanaskan
pada Keadaan Ruang
Suhu Air dengan Es
Suhu Air Dibiarkan
Batu
pada Keadaan Ruang
Keterangan
Tabel 3. Air Es Objek
Suhu Air Mula-mula
Pengukuran Keterangan
Analisis: Berdasarkan Tabel 1 1. Siapa yang bertindak sebagai sistem dan lingkungan? 2. Terjadi pertukaran apa antara sistem dan lingkungan? 3. Berikan alasan Anda terhadap pemilihan sistem dan lingkungan? Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
18
4. Menurut Anda, gelas kimia bertindak sebagai sistem, lingkungan atau sebagai pembatas? Berdasarkan Tabel 2 dan 3 1. Bagaimana hubungan antara suhu dengan penentuan aliran kalor? 2. Tentukan aliran kalor (eksoterm atau endoterm) pada setiap perubahan antara setiap pengukuran suhu?
Ssimpulan
: 1. Apakah hipotesismu diterima? _____________________________________________________________ 2. Kesimpulan apa yang dapat dibuat? _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________
Penerapan : Dengan mengetahui sistem, lingkungan dan arah aliran kalor berdasarkan perubahan ______________ kita dapat menentukan apakah reaksi merupakan reaksi ______________ atau reaksi ______________
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
19
Kunci LKS SMA Reaksi Eksoterm dan Endoterm
Tabel 1. Sistem dan Lingkungan Sistem
Lingkungan
Air
Udara
Keterangan
Tabel 2. Pemanasan pada Air Objek Pengukuran
Suhu Sebelum
Suhu Sesudah
Suhu Air Dibiarkan
Dipanaskan
Dipanaskan
pada Keadaan Ruang
± 25 oC
±100 oC
< 100 oC
Terdapat gelembung
Keterangan
gas
Tabel 3. Air Es Objek
Suhu Air Mula-mula
Pengukuran
Suhu Air dengan Es
Suhu Air Dibiarkan
Batu
pada Keadaan Ruang
< ± 25 oC
> ± 25 oC
± 25 oC
Keterangan
Analisis: Berdasarkan Tabel 1 1. Yang bertindak sebagai sistem adalah air danyang bertindak sebagai lingkungan adalah udara. 2. Energi dan materi. 3. Pemilihan air sebagai sistem karena air diteliti perubahan energinya. Dan pemilihan udara sebagai lingkungan berada disekitar/di luar sistem (air). 4. Gelas kimia bertindak sebagai pembatas sistem. Berdasarkan Tabel 2 dan 3 1. Hubungan antara antara suhu dengan penentuan aliran kalor adalah jika sistem mengalami kenaikan suhu maka kalor mengalir dari sistem ke lingkungan (eksoterm). Sedangkan, jika sistem mengalami penurunan suhu maka kalor mengalir dari lingkungan ke sistem (endoterm). 2. Berdasarkan tabel 2, saat air dipanaskan tejadi reaksi endoterm dan saat air dibiarkan pada keadaan ruang terjadi reaksi eksoterm. Berdasarkan tabel 3, saat air dimasukkan es batu Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
20
terjadi reaksi eksoterm dan saat air tersebut dibiarkan pada keadaan ruang maka terjadi reaksi endoterm.. Simpulan
: 1. Hipotesis diterima. 2. Berdasarkan demonstrasi tersebut dapat disimpulkan sistem adalah yang mengalami perlakuan dan lingkungan adalah segala sesuatu yang ada diluar sistem. Selain itu, dari suhu air dapat diketahui reaksi berlangsung secara eksoterm atau endoterm.
Penerapan
:
Dengan mengetahui sistem, lingkungan dan arah aliran kalor berdasarkan perubahan suhu kita dapat menentukan apakah reaksi merupakan reaksi eksoterm atau reaksi endoterm.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
21
Tabel Spesifikasi Lembar Penilaian
Indikator
LP dan Butir Soal
Produk:
LP 1: Produk
1. Menjelaskan
hukum/asas Butir 1
Kunci LP dan Butir Soal LP 1: Produk Butir 1
kekekalan energi. 2. Membedakan
sistem
dan
lingkungan. 3. Membedakan
reaksi
Butir 2
Butir 2
yang Butir 3
Butir 3
melepaskan kalor (eksoterm) dan reaksi yang membutuhkan kalor (endoterm). 4. Mengidentifikasi sistem dan proses Butir 4
Butir 4
termodinamika serta reaksi-reaksi yang termasuk reaksi eksoterm dan endoterm. 5. Menjelaskan kaitan energi dalam, Butir 5
Butir 5
kalor, dan kerja (optional). Proses:
LP 2: Proses:
1. Melakukan menyelidiki antara
Kunci LP 2: Proses sebagai
demostrasi
untuk RTK 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, pedoman.
perpindahan
kalor 8, 9, 10, 11, 12, 13, Dipercayakan
sistem
dan
lingkungan, dan 14
Skor kepada
Penilai
menetukan sistem dan lingkungan (merumuskan hipotesis,
masalah
variabel
dan
manipulasi,
variabel respon, variabel kontrol, melaksanakan mengisi analisis,
tabel
eksperimen, pengamatan,
kesimpulan)
(catatan:
praktikum dengan alat dan bahan sesungguhnya) 2. Menginterpretasikan tanda (positif Butir 1 Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
22
atau negatif) untuk ΔU, q, dan w dari
bentuk
matematis
Hukum
Termodinamika I (optional). Psikomotor: 1. Merangkai alat untuk melakukan demonstrasi reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. 2. Menentukan temperatur air pada saat demonstrasi (menggunakan alat dan bahan sesungguhnya). Karakter:
LP 4: Karakter:
Seluruh RTK itu minimal
Rasa ingin tahu, disiplin, dan kerja RTK 1, 2, dan 3.
memperoleh
keras
Menunjukkan kemajuan dan dipercayakan
penilaian
kepada
judgement Penilai/Guru. Keterampilan Sosial Komunikatif,
bekerja
LP sama,
menjadi pendengar yang baik.
5:
Keterampilan Seluruh RTK itu minimal
dan Sosial: RTK 1, 2, dan memperoleh 3.
penilaian
Menunjukkan kemajuan dan dipercayakan
kepada
judgement Penilai/Guru.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
23
LP 1: PRODUK
1. Jelaskan apa yang Anda ketahui tentang hukum kekekalan energi? 2. Apakah perbedaan antara sistem dan lingkungan? 3. Tentukan jenis reaksi berikut berdasarkan subjek yang melepas/menyerap kalor? Jelaskan alasannya. b. Reaksi anatara larutan HCl dengan larutan NaOH. Temperatur larutan naik kemudian kembali seperti semula. c. Reaksi antara amonium karbonat [(NH4)2CO3] dengan asam asetat (CH3COOH) pekat. Temperatur larutan turun kemudian kembali seperti temperatur semula. 4. Reaksi antara logam aluminium dan bromin membentuk aluminium bromida (AlBr3) padat seperti ditunjukkan pada gambar berikut.
Bromin menguap menghasilkan uap berwarna coklat. Reaksi antara bromin dan aluminium menyebabkan uap coklat yang terbentuk semakin banyak. Disekelilingnya terasa hangat, persamaan reaksi: 2 Al (s) + 3 Br2 (l) → 2 AlBr3 (s). Tentukan sistem, proses, dan arah perpindahan kalornya.
5. Jelaskan kaitan antara energi dalam, kalor, dan kerja berdasarkan persamaan hukum Termodinamika I.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
24
Kunci LP 1: PRODUK 1. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah bentuk dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi yang lain. Contohnya, energi cahaya matahari diubah menjadi energi kimia berupa karbohidrat. Karbohidrat diubah oleh manusia atau hewan menjadi energi panas kembali, setelah dicerna, sehingga tubuh manusia atau hewan tetap hangat. 2. Sistem
adalah
bagian dari
alam
semesta yang
ingin
dipelajari
(subjek kajian
termodinamika), sedangkan yang di luar sistem disebut lingkungan. Contohnya, tabung reaksi yang di dalamnya terdapat 5 mL larutan NaOH 0,1 M. Larutan NaOH sebagai sistem, sedangkan tabung reaksi dan udara di luarnya sebagai lingkungan. 3. a. Eksoterm Temperatur awal dapat dicapai kembali karena terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan (reaksi eksoterm).
b. Endoterm Temperatur awal dicapai kembali karena terjadi perpindahan kalor dari lingkungan ke sistem. (reaksi endoterm).
4. Sistem dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: a. Sistem terbuka (Open System), bila dapat terjadi pertukaran materi dan energy antara sistem dengan lingkungannya. Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
25
b. Sistem tertutup (Closed System), bila tidak terjadi pertukaran materi namun pertukaran energy masih dapat terjadi antara sistem dengan lingkungannya. c. Sistem terisolasi (Isolated System), bila tidak dapat terjadi pertukaran materi maupun energy antara sistem dengan lingkungannya. Proses dalam termodinamka dapat dibedakan atas: a. Proses isothermal, yaitu proses yang berlangsung pada suhu tetap. b. Proses isobaric, yaitu proses yang berlangsung pada tekanan tetap. c. Proses isokhorik, yaitu proses yang berlangsung pada volume tetap. d. Proses reversibel, merupakan prose syang dapat dibalikan arahnya dan sistem selalu dalam keadaan setimbang dengan lingkungannya. e. Proses irreversible, yaitu proses yang berlangsung secara terus-menerus dan tidak dapat dibalikkan arahnya. f.
Proses adiabatic merupakan proses dimana tidak terjadi pertukaran kalor antara sistem dengan lingkungan (q=0). Akibatnya pada proses ini ΔU = w.
Eksoterm Temperatur awal dapat dicapai kembali karena terjadi perpindahan kalor dari sistem ke lingkungan (reaksi eksoterm).
5. Energi total yang dimiliki oleh sistem disebut energi dalam. Perubahan energi dalam merupakan panas dan kerja yang dihasilkan atau diterima sistem. ΔU = Uakhir – Uawal = q + w Dimana: ΔU
= perubahan energy dalam sistem (J), terkadang dilambangkan dengan E.
q
= besarnya kalor (panas) yang dilepaskan atau diterima sistem (J)
w
= besarnya kerja yang dilakukan atau dikenakan sistem (J)
Persamaan tersebut merupakan bentuk matematis dari Hukum Termodinamika I yaitu;
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
26
“Bahwa dalam interkasi antara sistem-lingkungan, energy tidak dapat diciptakan atu dimusnahkan dan dinyatakan sebagai perubahan energy dalam ΔU sistem tersebut.”
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
27
LP 2: PROSES 1. ΔU, q, dan w dapat mempunyai tanda positif dan negatif, isilah tabel berikut berdasarkan arah perpindahan energi: Tanda
ΔU
q
w
Prosedur: 1. Siapkan alat dan bahan untuk LKS SMA Tugasi siswa menguji sebuah hipotesis: Ada hubungan antara suhu dengan kalor. Jika suhu semakin kecil, maka kalor mengalir ke sistem; Jika suhu semakin besar, maka kalor mengalir ke lingkungan. 2. Siswa diminta untuk merangkai alat dan bahan sesuai dengan yang ada pada LKS SMA 3. Siswa diminta untuk mengamati dan atau menuliskan data pengamatan tentang suhu dan aliran kalor serta menentuka sistem dan lingkungan. 4. Penentuan skor kinerja siswa mengacu pada Format Asesmen Kinerja di bawah ini. 5. Berikan format ini kepada penilai sebelum asesmen dilakukan. 6. Siswa tidak diijinkan mengases kinerja mereka sendiri dengan menggunakan format ini.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
28
Format Asesmen Kinerja Proses
No
Rincian Tugas Kinerja
Skor
Skor
Maksimum
Asesmen Oleh Penilai
1
Merumuskan hipotesis
5
2
Mengidentifikasi variabel kontrol
5
3
Mengidentifikasi variabel manipulasi
5
4
Mengidentifikasi variabel respon
5
5
Membaca dan mencatat suhu
10
6
Menentukan dan mengamati objek pengukuran
10
7
Melakukan analisa sesuai tabel 1
15
8
Melakukan analisa sesuai tabel 2 dan 3
15
9
Membuat kesimpulan
5
10
Membuat penerapan
5
11
Mengisi dengan benar pada kolom tanda (+
5
atau -) pada butir 2 12
Mengisi dengan benar pada kolom ΔU pada
5
butir 2 12
Mengisi dengan benar pada kolom q pada butir
5
2 14
Mengisi dengan benar pada kolom w pada butir
5
2 Skor Total
100
Banjarmasin,
2013
Guru
(
)
Kunci LP 2: PROSES Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
29
1. ΔU, q, dan w dapat mempunyai tanda positif dan negatif yang dijelaskan pada tabel berikut: Tanda
ΔU
q
w
Positif
Energi dalam
Sistem menerima kalor
Sistem menerima kerja dari
sistem bertambah
dari lingkungan
lingkungan
Energi dalam
Sistem melepaskan kalor
Sistem melakukan kerja
sistem berkurang
ke lingkungan
pada lingkungan
Negatif
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
30
LP 3 : PSIKOMOTOR
Merangkai alat demonstrasi dan pengukuran suhu Prosedur: 1. Siapkan alat dan bahan 2. Tugasi siswa untuk merangkai ulang alat dan bahan untuk melakukan demonstrasi 3. Tugasi siswa untuk menyalakan dan mematikan pembakar 4. Tugasi siswa untuk membaca dan mencatat suhu saat pengukuran
Format Asesmen Kinerja Psikomotor
No
Rincian Tugas Kinerja
Skor
Skor
Maksimum
Asesmen Oleh Penilai
1
Merangkai alat sesuai dengan prosedur
40
2
Menyalakan dan mematikan pembakar sesuai
15
dengan prosedur 3
Membaca dan mencatat suhu secara mendatar
45
dan memastikan tidak terjadi kontak pengukur dengan objek lain non ukur Skor Total
100
Banjarmasin,
2013
Guru
(
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
)
31
LP 4 : KARAKTER
Format Pengamatan Perilaku Berkarakter Siswa:
Kelas:
Tanggal:
Petunjuk: Untuk setiap perilaku berkarakter berikut ini, beri penilaian atas perilaku berkarakter siswa menggunakan skala seperti yang tertera pada rubrik. No
Rincian Tugas Kinerja (RTK)
1
Rasa Ingin Tahu
2
Disiplin
3
Kerja keras
Skor
Banjarmasin,
Skor Total
Keterangan
2013
Pengamat
(
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
)
32
Standar Kompetensi: Memahami perubahan energi dalam reaksi kimia dan cara pengukurannya Kompetensi Dasar: Mendeskripsikan perubahan entalpi suatu reaksi, reaksi eksoterm, dan reaksi endoterm. SKOR
KOMPETENSI KETERAMPILAN BERKARAKTER
KARAKTER
Siswa secara aktif atunsias dalam mengikuti proses belajarmengajar melalui penyampaian pendapat sesuai dengan topik 3
pembelajaran yang sedang dibahas dengan baik dan jelas serta mencari informasi-informasi dari sumber-sumber pembelajaran yang lain.
2
Siswa secara aktif atunsias dalam mengikuti proses belajar-
Rasa ingin
mengajar melalui penyampaian pendapat dengan baik dan jelas
tahu
sesuai dengan topik pembelajaran yang sedang dibahas namun tidak
mencari
informasi-informasi
dari
sumber-sumber
pembelajaran yang lain. 1
Siswa pasif/tidak mengikuti proses belajar-mengajar serta tidak mencari sumber pembelajaran lain untuk mendapatkan informasi. Siswa menyelesaikan dan mengumpulkan tugas evaluasi dengan
3
baik dan benar sesuai waktu pengerjaan yang telah ditentukan serta tidak ribut selama permainan berlangsung. Siswa menyelesaikan dan mengumpulkan hasil diskusi dan tugas
2
evaluasi sesuai waktu pengerjaan yang telah ditentukan tetapi ribut
Disiplin
selama permainan berlangsung.. Siswa tidak menyelesaikan dan mengumpulkan hasil diskusi dan 1
tugas evaluasi tidak tidak sesuai dari waktu pengerjaan yang telah ditentukan ribut selama permainan berlangsung.. Siswa
3
berkompetisi secara sehat dalam menyelesaikan setiap
tugas yang diberikan dan permainan dengan bersungguh-sungguh dan pantang menyerah. Siswa
2
berkompetisi secara sehat dalam menyelesaikan setiap
Kerja Keras
tugas yang diberikan atau permainan tetapi tidak bersungguhsungguh dan mudah menyerah.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
33
Siswa 1
berkompetisi secara tidak sehat dalam menyelesaikan
setiap tugas yang diberikan dan permainan dengan tidak bersungguh-sungguh dan pantang menyerah.
3 Penilaian Merupakan konversi skor total yang diperoleh dari penilaian karakter siswa. A
=8–9
Baik
B
=5–7
Cukup
C
=3–4
Buruk
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
34
LP 5: KETERAMPILAN SOSIAL
Format Pengamatan Keterampilan Sosial
Siswa:
Kelas:
Tanggal:
Petunjuk: Untuk setiap keterampilan sosial berikut ini, beri penilaian atas keterampilan sosial siswa itu menggunakan skala seperti yang tertera pada rubrik. No
Rincian Tugas Kinerja (RTK)
1
Komunikatif
2
Berkerja Sama
3
Menjadi pendengar yang baik
Skor
Banjarmasin,
Skor
Keterangan
Total
2013
Pengamat
(
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
)
35
Standar Kompetensi: Memahami perubahan energi dalam reaksi kimia dan cara pengukurannya Kompetensi Dasar: Mendeskripsikan perubahan entalpi suatu reaksi, reaksi eksoterm, dan reaksi endoterm. SKOR
KOMPETENSI KETERAMPILAN SOSIAL
KARAKTER
Siswa secara aktif mampu mengemukakan jawaban/solusi 3
pemecahan masalah menggunakan kata-kata yang sopan dengan baik, jelas dan tepat. Siswa secara aktif kurang tepat mengemukakan jawaban/solusi
2
pemecahan masalah menggunakan kata-kata yang sopan
Komunikatif
dengan baik, jelas dan tepat. Siswa secara aktif tidak mampu mengemukakan jawaban/solusi 1
pemecahan masalah menggunakan kata-kata yang sopan dengan baik, jelas dan tepat.
3
2
1
3
2
1
Siswa
berdiskusi
kelompok
dengan memberikan
seluruh
opini/pendapat secara jelas dan tepat terhadap suatu masalah. Siswa
berdiskusi
kelompok
dan
tidak
menyampaikan
opini/pendapat terhadap suatu masalah.
Bekerja Sama
Siswa pasif/tidak berdiskusi kelompok dan tidak menyampaikan opini/pendapat terhadap suatu masalah. Siswa menghargai setiap pendapat teman dengan menjadi pendengar yang baik selama diskusi kelompok. Siswa menghargai beberapa pendapat teman dengan diam
Menjadi
selama kegiatan diskusi kelompok.
pendengar
Siswa tidak menghargai beberapa pendapat teman dengan
yang baik
membuat ramai sendiri, dan mengganggu teman lainnya selama kegiatan diskusi kelompok..
3 Penilaian Merupakan konversi skor total yang diperoleh dari penilaian karakter siswa. A
=8–9
Baik
B
=5–7
Cukup
C
=3–4
Buruk Lembar Pengerjaan I
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
36
Termokimia
Semua reaksi kimia melibatkan energy. Studi mengenai energy yang terlibat dalam rekasi kimia disebut termokimia, sehingga termokimia bisa dikatakan sebagai ilmu kimia yang mempelajari tentang perubahan kalor (panas) dalam reaksi kimia. Termokimia merupakan salah satu bagian pembahasan termodinamika. Kalor merupakan salah satu bentuk energy. Biasanya, energy didefinisikan sebagai kapasitas (kemampuan) untuk melakukan kerja. Energy juga didefinisikan sebagai sesuatu yagn dimilliki materi sehingga dapat melakukan sesuatu. Suatu objek memiliki dua macam energy, yaitu energy potensial dan energy kinetic. Jumlah kedua jenis energy ini adalah konstan. Entalpi (H = heat content) merupakan besaran yang menyatakan jumlah energy. Oleh karena itu, tiap zat memiliki entalpi tertentu. Untuk mengetahui entalpi suatu zat, terlebih dahulu harus memahami hukum kekekalan zat, membedakan lingkungan dan sistem, serta reaksi eksoterm dan endoterm. 1. Hukum Kekekalan Energi Hukum kekekalan energy menyatakan bahwa “energy tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusahkan. Energy hanya dapat diubah bentuknya dari satu jeis ke jenis yang lain” (Hukum Thermo I). Hukum ini juga menyatakan bahwa setiap sistem memiliki energy total (yang berasal dari energy kinetic dan energy potensial) yaitu disebut dengan U (energy dalam). Nilai absolut U tidak dapat dicari, namun perubahannya dapat dihitung (ΔU). Energy dalam hanya akan berubah jika ada perubahan dalam kalor (q) dan kerja (w). seperti kalor, kerja juga merupakan salah satu bentuk energy. Kalor
=
energy yang ditimbulkan karena perubahan suhu
Kerja
=
energy yang ditimbulkan karena gerakan atom-atom dalam perpindahan benda
Menurut hukum ini, ΔU = q + w = - p dV q
w
=
+ jika menyerap kalor
=
- jika melepas kalor
=
+ jika lingkungan bekerja terhadap sistem
=
- jika sistem bekerja terhadap lingkungan
Jadi, ΔU dapat bernilai + atau -, bergantung pada nilai q dan w. 2. Pengertian Sistem dan Lingkungan
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
37
Sistem merupakan bagian dari alam semesta yang sedang dibicarakan. Di luar sistem disebut lingkungan. Jika terjadi perubahan sistem, dikatakan bahwa sistem telah berubah dari suatu keadaan ke keadaan lain. Jika disekat terhadap sekitar sehingga tidak terjadi aliran energy, perubahan yang terjadi disebut adiabatik. Selama proses adiabatic, suhu sistem akan bertambah jika sistem emyerap panas dan suhu akan berkurang jika sistem emlepaskan panas. Reaksi yang menyerap panas disebut reaksi endoterm dan reaksi yang melepaskan panas disebut reaksi eksoterm. Beberapa istileh dalam termokimia yagn harus diketahui: Sistem
=
Sekumpulan elemen/unsur yang saling memengaruhi antara satu dengna yang lain. Misalnya, tabung reaksi yang berisi larutan yang bereaksi.
Lingkungan
=
segala sesuatu di luar sistem.
Jenis Sstem Terbuka
Tertutup
Terisolasi
Kriteria
Contoh
Energi amupun materi dapat
Larutan dalam tabung
keluar-masuk sistem
reaksi yang terbuka
Hanya energy yang dapat keluar-
Larutan dalam tabung
masuk sistem
reaksi bertutup
Baik energy maupun materi tidak dapat keluar-masuk sistem
Air dalam termos
Proses dalam termodinamka dapat dibedakan atas: 1. Proses isothermal, yaitu proses yang berlangsung pada suhu tetap. 2. Proses isobaric, yaitu proses yang berlangsung pada tekanan tetap. 3. Proses isokhorik, yaitu proses yang berlangsung pada volume tetap. 4. Proses reversibel, merupakan prose syang dapat dibalikan arahnya dan sistem selalu dalam keadaan setimbang dengan lingkungannya. 5. Proses irreversible, yaitu proses yang berlangsung secara terus-menerus dan tidak dapat dibalikkan arahnya. 3. Kalor dalam Reaksi Kimia Reaksi kimia umumnya berlangsung dalam tekanan tetap, dan kaor yang menyertainya disebut dengan entalpi (H). H = U + PV dH = dU + d(PV) dH = dq – PdV + PdV + VdP pada tekanan tetap, dP = 0 (artinya P tidak berubah), sehingga: Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
38
dH = dqP (subskrip P menunjukkan keadaan dimana tekanan (P) adalah tetap). Jadi entalpi adalah kalor pada tekanan tetap. Sama seperti energy dalam, nilai absolut entalpi juga tidak diketahui, yang dapat dicari hanya perubahannya, yaitu ΔH. ΔH dapat bernilai + atau -. Reaksi dengan ΔH+ disebut reaksi endoterm Reaksi dengan ΔH- disebut reaksi eksoterm
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
39
Lembar Pengerjaan II
Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan jelas. 1. Identifikasi sistem dan lingkungan berikut: (a) Campuran larutan perak nitrat dan larutan natrium klorida. (b) Campuran larutan barium nitrat dan natrium sulfat. (c) Campuran larutan kalsium nitrat dan larutan kalium karbonat. (d) Campuran larutan hydrogen klorida dan larutan kalium hidroksida. (e) Reaksi gas hidrogen dan gas oksigen membentuk uap air di udara. (f) Reaksi ozon ( gas O3) dan nitrogen monoksida membentuk gas nitrogen dioksida dalam udara yang tercemar. 2. Berikan tiga contoh dari proses yang diikuti dengan pelepasan energi. 3. Berikan tiga contoh dari proses yang diikuti dengan penyerapan energi. 4. Untuk setiap proses berikut: I.
Pembakaran bensin
II.
Ledakan dinamit
III.
HCl (g) → H (g) + Cl (g)
a. Indikasikan apakah reaktan atau produk yang memiliki entalpi lebih tinggi. b. Prediksikan apakah prosesnya eksotermik atau endotermik c. Apakah proses akan meningkatkan atau menurunkan temperature dari lingkungan. 5. Identifikasikan reaksi di bawah ini sebagai eksotermik atau endotermik: a. 2CO (g) + O2 → 2CO2 (g) + 566 kJ b. C (s) + H2O (g) + 131 kJ → CO (g) + H2 (g) c. 2C2H6 (g) + 7O2 (g) → 4CO2 (g) + 6 H2O (g) d. N2 (g) + O2 (g) → 2NO (g)
ΔHo = -3120 kJ
ΔHo = +181.8 kJ
6. Gambarkan kurva pemanasan dari NH3 7. Gambarkan kurva pendinginan dari NH3 yang menunjukkan fenomena pendinginan super.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
40
Petunjuk A Pilihlah: A. Jika pertanyaan (1), (2), dan (3) benar B. Jika pertanyaan (1) dan (3) benar C. Jika pertanyaan (2) dan (4) benar D. Jika hanya pertanyaan (4) benar E. Jika semua pernyataan benar Petunjuk B Pilihlah: A. Jika pernyataan benar, alas an benar dan keduanya menunjukkan hubungan sebab-akibat. B. Jika pernyataan benar, alas an benar tetapi keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat. C. Jika pernyataan benar dan alasan salah. D. Jika pernyataan salah dan alasan benar. E. Jika pernyataan salah dan alasan salah.
1. Hukum termokimia I disebut …. 1. Hukum aksi masa 2. Hukum kekekalan massa 3. Hukum Raoult 4. Hukum kekekalan energi 2. Hasil reaksi fotosintesis pada tumbuhan memiliki entalpi yang lebih tinggi daripada pereaksinya. SEBAB Pada reaksi fotosintesis, energi diserap dari udara sekitarnya. 1. (D) Hukum termokimia I menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan.
2. (C) Reaksi fotosintesis : CO2 + H2O → C6H12O6 C6H12O6 mempunyai entalpi (energi) yang lebih tinggi daripada CO2 dan H2O. Energi itu diperoleh dari sinar matahari.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
41
Worksheet II
1. Identify the system and the surroundings for: (a) Mixture of aqueous solution of silver nitrate and aqueous solution of sodium chloride. (b) Mixture of aqueous solution of barium nitrate and aqueous solution of sodium sulfate. (c) Mixture of aqueous solution of calcium nitrate and aqueous solution of potassium carbonate. (d) Mixture of aqueous solution of hydrogen chloride and aqueous solution of potassium hydroxide. (e) Reaction of hydrogen gas and oxigen gas to give water vapor in the air. (f) Reaction of ozone (O3) gas and nitrogen monoxide gas to give nitrogen dioxide gas in the polluted air. 2. Give three examples of processes accompanied with releasing of energy. 3. Give three examples of processes accompanied with absorption of energy. 4. For each of the following processes: I.
Burning gasoline
II.
Explosion of dynamite
III.
HCl (g) → H (g) + Cl (g)
a. Indicate wheter reactants or products have the higher entalphy. b. Predict whether the process would be exothermic or endothermic. c. Whether the process would increase or decrease the temperature of the surroundings. 5. Identify the following reactions as exothermic or endothermic. 6. Draw the heating curve of NH3. 7. Draw the cooling curve of NH3 which exhibits supercooling phenomenon.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
42
Kunci Lembar Pengerjaan II
1. Mengidentifikasi sistem dan lingkungan a. Campuran larutan perak nitrat dan larutan natrium klorida sebagai sistem. b. Campuran larutan barium nitrat dan natrium sulfat sebagai sistem. c. Campuran larutan kalsium nitrat dan larutan kalium karbonat sebagai sistem. d. Campuran larutan hydrogen klorida dan larutan kalium hidroksida sebagai sistem. e. Reaksi gas hidrogen dan gas oksigen membentuk uap air sebagai sistem dan udara sebagai lingkungan. f.
Reaksi ozon ( gas O3) dan nitrogen monoksida membentuk gas nitrogen dioksida sebagai sistem dan udara yang tercemar sebagai lingkungan.
2. Tiga contoh dari proses yang diikuti dengan pelepasan energi, yaitu a. Fermentasi glukosa b. Reaksi logam Na dengan air c. Pembakaran kayu
3. Tiga contoh dari proses yang diikuti dengan penyerapan energi, yaitu a. Es mencair b. Fotosintesis c. Pelarutan urea dalam air
4. Untuk proses pembakaran bensin : a. Entalpi reaktan lebih besar dibanding entalpi produk. b. Reaksi eksotermik c. Proses akan meningkatkan temperatur dari lingkungan.
5.
Mengidentifikasikan reaksi di bawah ini sebagai eksotermik atau endotermik: a. 2CO (g) + O2 → 2CO2 (g) + 566 kJ : Reaksi eksoterm b. C (s) + H2O (g) + 131 kJ → CO (g) + H2 (g) :Reaksi endoterm c. 2C2H6 (g) + 7O2 (g) → 4CO2 (g) + 6 H2O (g)
ΔHo = -3120 kJ : Reaksi eksoterm
d. N2 (g) + O2 (g) → 2NO (g)
ΔHo = +181.8 kJ : Reaksi endoterm
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
43
Soal Pretest 1. Jawablah Ya jika pernyataan tersebut sesuai dan jawab Tidak untuk sebaliknya. “Saya orang yang tertarik untuk mempelajari kimia”. dan “Kimia adalah mata pelajaran yang sulit dan memusingkan menurut saya” 2. Jika memiliki pilihan, kalian memilih ingin belajar kimia atau tidak? 3. Dari skala 1 sampai dengan 10, berapa besar skor motivasi kalian utnuk belajar kimia. 4. Apakah kalian ingin memiliki nilai yang baik dan mendekati sempurna untuk mata pelajaran kimia? Tolong jelaskan mengapa. 5. Dari materi pembelajaran kimia yang telah kalian pelajari, konsep/materi apa saja yang kalian ketahui. 6. Dari materi pembelajaran kimia yang telah kalian pelajari, konsep/materi apa saja yang telah kalian pahami.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran SMA (Kimia):Termokimia
44
