E-Modul Kimia [PDF]

Citation preview

Rahayu Putri Ilahi



E-MODUL KIMIA



LARUTAN PENYANGGA



BERBASIS GUIDED GUIDED INQUIRY INQUIRY UNTUK UNTUK KELAS KELAS XI XI SMA SMA BERBASIS







XI



KATA PENGANTAR



Segala puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepa kita semua, sehingga penulis dapat menyelesaikan E-modul berbasis Guided Inquiry (Inkuiri Terbimbing) pada Materi Larutan Penyangga. Shalawat beserta salam penulis ucapkan agar disampaikan kepada Nabi Muhammad SAW yang telah membawa manusia dari zaman kebodohan ke zaman berilmu pengetahuan. E-modul berbasis Guided Inquiry (Inkuiri Terbimbing) pada Materi Larutan Penyangga disusun untuk membantu siswa dan guru dalam proses pembelajaran. Pada E-modul terdapat ringkasan materi dan soal-soal yang dapat mengembangkan keterampilan menganalisis, mengevaluasi, dan dapat meningkatkan daya ingat siswa. E-modul ini mengacu pada Kompetensi Inti (KI) dan Kompetensi Dasar (KD) pada kurikulum 2013. Penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan dan bimbingannya, penulis berharap modul ini dapat bermanfaat dan bisa menambah pengetahuan pembaca.







Batusangkar, Juli 2022



i



DAFTAR ISI Kata Pengantar……………………………………………………………………….……..i Daftar Pustaka…………………………………………………………………….………..ii Petunjuk Penggunaan E-Modul……………………………………………………...…..iii Indikator Pencapaian………………………………………………………….………......iv Peta Konsep……………………………………………………………………………...…vi Larutan Peyangga……………………………………………………………….………….1 Komponen Penyusun Larutan Penyangga……………………………..……..…………..1 Pembuatan Larutan Penyangga…………………………....………………………………3 Sifat Larutan Penyangga…………………………………………………………………..4 Mempelajari Sifat Larutan Penyangga……………………………………………………8 Menghitung pH dan pOH………………………………………………………..………..11 Peranan Larutan Penyangga Dalam Kehidupan…………………………………..……13 Rangkuman…...…………………………………………………………………………….15 Evaluasi……………………………………………….....………………………………….16 Daftar Pustaka……………………………………………………………………..……...20



ii



PETUNJUK PENGGUNAAN E-MODUL



UNTUK GURU Untuk mendapatkan hasil yang maksimal saat belajar menggunakan E-modul berbasis Guided Inquiry (Inkuiri Terbimbing) pada Materi Larutan Penyangga ini, maka dalam kegiatan pembelajaran: 1. Guru membimbing siswa yang merasa kesulitan dalam memahami materi pada E-modul. 2. Guru mengarahkan siswa untuk mengerjakan soal latihan dan tugas yang telah tersedia dalam E-modul. 3. Guru membimbing siswa yang merasa kesulitan dalam menyelesaikan tugas. 4. Guru megarahkan siswa untuk belajar dengan pendekatan Guided Inquiry (Inkuiri Terbimbing), mulai dari pengamatan, mempertanyakan, mengajukan hipotesis, melakukan percobaan, mengumpulkan data dan menarik kesimpulan.







UNTUK SISWA Untuk mendapatkan hasil yang maksimal saat belajar menggunakan E-modul berbasis Guided Inquiry (Inkuiri Terbimbing) pada Materi Larutan Penyangga ini, maka disediakan beberapa petunjuk penggunaan E-modul antara lain: 1. Prasyarat pada materi ini adalah pemahaman mengenai konsep asam dan basa serta garam juga perhitungan pH-nya 2. Baca dan pahami dengan baik uraian materi yang telah disajikan pada E-modul. Apabila terdapat materi yang kurang jelas tanyakan kepada guru atau diskusikan dengan teman untuk mamahami materi. 3. Pahami tujuan pembelajaran yang tercantum dalam setiap kegiatan pembelajaran. 4. Untuk menambah pemahaman pindai Qr Code yang dicantumkan pada E-modul. Qr Code dapat dipindai dengan aplikasi scanner Qr Code di Handphone masingmasing. 5. Kerjakan evaluasi dengan mandiri tanpa melihat uraian pada bagian sebelumnya. Jika sudah mencapai ketuntasan yang diharapkan maka lanjutkan pada materi selanjutnya.



iii



INDIKATOR CAPAIAN



KOMPETENSI INTI



KI 3 Memahami, menerapkan, dan menganalisis fakta, konsep, proses, dan pengetahuan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora serta memperoleh wawasankemanusiaan, bangsa, negara, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan peseritiwa, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang studi tertentu untuk memecahkan masalah sesuai dengan bakat dan minatnya KI 4 mengelola, menalar, dan mempresentasikan bidang kongkrit dan abstrak yang relevan dengan perkembangan pembelajaran disekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan kreatif, serta mampu menggunakan metode preskriptif sains







KOMPETENSI DASAR



3.12 Menjelaskan prinsip kerja, menghitung pH, dan peran larutan penyangga pada makhluk hidup 4.12 Membuat larutan penyangga dengan nilai pH tertentu







iv



INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI



3.12.1 Membedakan larutan penyangga dan bukan penyangga berdasarkan kompenen penyusunnya 4.12.1 Mengkomunikasikan hasil diskusi kelompok tentang larutan penyangga dan bukan penyangga berdasarkan komponen penyusunnya 4.12.2 Menyimpulkan pengertian larutan penyangga, perbedaan larutan penyangga dan bukan penyangga, serta komponen larutan penyangga 1.12.2 Menganalisis larutan penyangga dan bukan penyangga melalui percobaan/eksperimen 1.12.3 Menganalisis pengaruh penambahan sedikit asam kuat, sedikit basa kuat, dan pengenceran untuk mempertahankan pH tertentu dari larutan penyangga dan melaporkannya 4.12.2 Merancang dan melakukan eksperimen, serta membuat larutan penyangga dengan pH tertentu dan melaporkannya 4.12.3 Mengkomunikasikan hasil diskusi kelompok tentang cara membuat larutan penyangga dan sifat-sifatnya 3.12.4 Menghitung pH atau pOH larutan penyangga 3.12.5 Menganalisis pengaruh penambahan sedikit asam atau basa dengan pengenceran terhadap nilai pH larutan penyangga 3.12.6 Menghitung pH atau pOH larutan penyangga dengan penambahan sedikit asam atau basa dengan pengenceran 4.12.5 Mengkomunikasikan hasil diskusi kelompok cara menghitung pH dan pOH larutan penyangga 4.12.6 Mengkomunikasikan hasil diskusi bagaimana menghitung pH dan pOH larutan penyangga ketika menambahkan sedikit asam, sedikit basa, dan pengenceran 4.12.7 Menyimpulkan hasil diskusi tentang cara menghitung pH dan pOH larutan penyangga 3.12.7 Menganalisis peran larutan penyangga pada makhluk hidup 4.12.8 Menyimpulkan hasil diskusi kelompok tentang peranan larutan penyangga pada tubuh makhluk hidup 4.12.9 Mengkomunikasikan hasil diskusi mengenai peranan larutan penyangga pada tubuh makhluk hidup







v



PETA KONSEP



PENGERTIAN LARUTAN PENYANGGA



LARUTAN PENYANGGA ASAM



JENIS JENIS LARUTAN PENYANGGA LARUTAN PENYANGGA BASA



LARUTAN PENYANGGA



PEMBUATAN LARUTAN PENYANGGA pH LARUTAN PENYANGGA ASAM (pH < 7) SIFAT LARUTAN PENYANGGA pH LARUTAN PENYANGGA BASA (pH > 7) PERHITUNGAN pH LARUTAN PENYANGGA



FUNGSI LARUTAN PENYANGGA DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI



vi



pH lARUTAN PENYANGGA PADA PENAMBAHAN SEDIKIT ASAM, BASA DAN PENGENCERAN



LARUTAN PENYANGGA Larutan buffer adalah larutan yang dapat menyangga (mempertahankan) pH. Larutan buffer memiliki pH yang konstan, terhadap pengaruh pengenceran atau ditambah sedikit asam atau basa. Secara teoritis berapa pun diencerkannya pH tidak akan berubah, tetapi dalam praktiknya jika pengeceran beser sekali, jelas pH-nya akan berubah Nama lain larutan buffer adalah larutan dapar atau larutan penyangga.Larutan penyangga adalah larutan yang mengandung asam lemah dan basa konjugasinya atau basa lemah dan asam konjugasinya. Larutan buffer mempunyai sifat menyangga usaha untuk mengubah pH seperti penambahan asam, basa, atau pengenceran. Artinya, pH larutan penyangga praktis tidak berubah walaupun kepadanya ditambahkan sedikit asam kuat atau basa kuat atau bila larutan diencerkan.



KOMPONEN PENYUSUN LARUTAN PENYANGGA



Sumber: mbizmarker.co.id



Gambar 1. Promag Campuran aluminium hidroksida dan magnesium hidroksida sebagian akan dinetralkan oleh asam lambung, sehingga pH cairan lambung akan naik.



Jenis larutan penyangga ditentukan oleh komponen penyusunnya yakni asam atau basa lemah dan asam atau basa konjugasinya (garam). Berikut ini jenis-jenis larutan penyangga: Larutan Penyangga Asam



Sumber: halodoc.com



Gambar 2. Atbothyl Albothyl mengandung astrigent yang dapat membantu menutup luka terbuka pada organ intim akibat keputihan yang membandel



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



1



Pindai QR Code dibawah ini untuk melihat video mengenai defenisi dan sifat larutan penyangga!!



Larutan Penyangga Basa



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



2



Uji Diri!!!!



PEMBUATAN LARUTAN PENYANGGA Pembuatan larutan penyangga terdiri dari dua cara yaitu secara langsung dan tidak langsung. Pembuatan secara langsuang dilakukan dengan: 1. Mencampurkan asam lemah (HA) dengan garam basa kongjugasinya (LA, yang dapat terionisasi menghasilkan ion A-) 2. Mencampurkan basa lemah (B) dengan garam asam konjugasinya (BHX, yang terionisasi menghasilkan ion BH-)



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan larutan penyangga? 2. Apa saja komponen penyusun larutan penyangga? 3. Tentukan pH larutan bila 25 mL larutan CH3COOH 0,2 M dicampurkan dengan 25 mL larutan KOH 0,1 M jika Ka = 105! 4. Bila 50 mL larutan NH4OH 0,2 M dicampurkan ke dalam 50 mL larutan HCl 0,1 M. hitung pH campuran yang terjadi jika Kb = 2. 10-5!



3



Pembuatan larutan penyangga secara tidak langsung dilakukaan dengan: 1. Mencampurkan suatu asam lemah dalam jumlah berlebihan dengan suatu basa kuat sehingga bereaksi menghasilkan garam basa konjugasi dari asam lemah tersebut. 2. Mencampurkan suatu basa lemah dalam jumlah berlebih dengan suatu asam kuat sehingga bereaksi menghasilkan garam konjugasi dari basa lemah tersebut.



SIFAT LARUTAN PENYANGGA Tentu kalian masih ingat bahwa larutan penyangga mempunyai sifat yang dapat mempertahankan pH terhadap penambahan sedikit asam atau basa, begitu juga terhadap pengenceran. Bagaimana larutan penyangga dapat mempertahankan pH-nya? Coba perhatikanlah uraian berikut. Pengaruh Penambahan Sedikit Asam atau Basa Penambahan sedikit asam atau basa ke dalam larutan penyangga sebenarnya menilbulkan sedikit perubahan, hanya saja perubahan tersebut sangatlah kecil, sehingga pH larutan dianggap konstan. Untuk membuktikan pernyataan ini, perhatikan soal berikut.



Uji Diri!! Diberikan campuran dari beberapa larutan sebagai berikut: 1. 200 mL CH3COOH 0,1 M dan 200 mL NaOH 0,1 M 2. 200 mL CH3COOH 0,2 M dan 200 mL NaOH 0,1 M 3. 200 mL NH4OH 0,1 M dan 200 mL HCl 0,1 M 4. 200 mL NH4OH 0,1 M dan 200 mL HCl 0,05 M Campuran yang membentuk larutan penyangga adalah……..



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



4



INGAT!! Dalam setiap larutan penyangga terdapat persaingan antara kecenderungan asam menyumbangkan ion hidrogen pada air (menaikkan kasamaan) dan kecenerungan basa menerima ion hidrogen dari air (menaikkan kebasaan). pH yang dihasilkan tergantung pada Ka. jika Ka lebih besar dari 10-7, ionisasi asam akan menang dan keasaman akan naik. Akuades berasal dari bahasa latin aquadestilata, yang berarti “air suling”. Air suling diperoleh pada pengembungan uap air akibat penguapan atau pendidikan air.



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



5



Uji Diri!! Seorang laboran ingin membuat suatu larutan dari campuran NH3 dan HCl. Apabila laboran itu menggunakan 20 mL NH3 0,4 M dan 40 mL HCl 0,1 M, maka tentukan: 1. Apakah larutan yang terbentuk merupakan larutan penyangg? 2. pH larutan yang terbentuk 3. pH campuran setelah ditambahkan dengan 1 mL NH4OH 0,1 M 4. pH campuran setelah ditambahkan 1 Ml CH3COOH 0,1 M 5. pH campuran setelah diencerkan dengan 50 mL akuades Dari hasil diskusi kalian, apa yang dapat kalian simpulkan?



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



6



Pengaruh Pengenceran



Jadi, perubahan pH = 5,05 – 5,03 = 0,02. Karena perubahan pH sangat kecil, maka harga ini dapat diabadikan, sehingga pengenceran praktis tidak mengubah harga pH.



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



7



MEMPELAJARI SIFAT LARUTAN PENYANGGA Landasan Teori pH suatu larutan, jika ditambah dengan asam, pH-nya akan turun karena konsentrasi ion H+ semakin besar. Sebalinya, jika ditambah dengan basa, pH akan meningkat karena konsentrasi ion OH- bertambah. Begitu pula, jika diencerkan dengan larutan asam atau basa pH akan berubah karena konsentrasi asam atau basanya semakin mengecil. Namun, ada larutan yang jika ditambah sedikit asam atau basa, bahkan diencerkan, tidak mengalami perubahan pH secara berarti. Larutan ini disebut larutan penyangga. Ada dua macam larutan penyangga, yaitu larutan penyangga asam dan larutan penyangga basa. Larutan penyangga asam mempertahankan pH-nya pada kisaran < 7 (daerah asam), sedangkan larutan penyangga basa mempertahankan pH-nya pada kisaran > 7 (daerah basa).



Tujuan Percobaan Menentukan pH larutan setelah ditambahakan sedikit asam, sedikit basa, dan diencerkan.



Alat dan Bahan Alat percobaan:



1. Gelas beker 100 Ml 2. pH meter 3. pipet tetes 4. gelas ukuran 25 mL



Bahan percobaan:



1. NaOH 0,1 M 2. HCl 0,1 M 3. NH4Cl 4. CH3COOH 5. CH3COONa 6. NH4OH 7. Akuades



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



8



Langkah Percobaan 1. Siapkan 3 buah gelas beker, kemudian masukkan ke dalamnya masing-masing 10 mL larutan HCl 0,1 M dan 10 mL larutan NaOh 0,1 M. 2. Ukurlah pH yang terjadi dengan pH meter. 3. Masukkan 1 mL larutan HCl 0,1 M ke dalam gelas beker kedua, dan 20 mL akuades pada gelas beker ketiga. Ukurlah pH ketiga larutan tersebut dengan menggunakan pH meter. 4. Dengan volume yang sama, ulangi langkah 1-3 untuk campuran CH3COOH dan CH3COONa, serta campurkan NH4OH dan NH4Cl.



WARNING!! HCl adalah asam kuat dan NaOh ialah basa kuat. Keduanya bisa menyebabkan lititasi bila mengenai kulit. Gunakan sarung tangan pada saat mengambilnya.



Hasil Percobaan Isilah tabel berikut berdasarkan hasil pengamatan kalian!



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



9



Pembahasan



Untuk memperjelas percobaan ini, coba jawablah pertanyaan berikut. a. Larutan manakah yang banyak mengalami perubahan pH? Jawab: . ................................................................................................... ................................................................................................... b. Larutan manakah yang sedikit mengalami perubahan pH? Jawab: ................................................................................................... ................................................................................................... Kesimpulan Larutan mana yang merupakan larutan penyangga dan bukan penyangga? diskusikanlah dengan kelompok kalian dan tuliskan dalam laporan kegiatan. Kemudia, presentasikan hasilnya di depan kelas.



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



10



MENGHITUNG pH DAN pOH Larutan Penyangga Asam Pindai QR Code dibawah ini untuk melihat video mengenai perhitungan pH dan pOH!!



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



11



Uji Diri!!! Larutan Penyangga Basa



1. Berapa pH larutan yang dibuat dari mencampurkan 100 mL larutan NaOH 0,001 M dengan 900 mL larutan NaCl 0,02 M? 2. ika 100 mL larutan HCl 2 M ditambahkan ke dalam 100 mL larutan NH3 2 M, berapakah pH larutan yang terjadi?



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



12



PERANAN LARUTAN PENYANGGA DALAM KEHIDUPAN Larutan Penyangga Dalam Sel



Pindai QR Code dibawah ini untuk melihat video mengenai peranan larutan penyangga dalam kehidupan sehari-hari !!



Larutan penyangga di dalam sel adalah campuran asam lemah dihidrogen fosfat (H2PO4-) dan basa konjugasinya, yaitu monohidrogen fosfat ((HPO42-). Larutan Penyangga Dalam Cairan Antarsel Larutan penyangga dalam cairan antarsel adalah campuran asam karbonat (H2CO3) dan basa konjugasinya, yaitu ion bikarbonat (HCO3-). Larutan Penyangga Dalam Darah Terdapat dua sistem larutan penyangga dalam plasma darah dan sel darah merah, yaitu campuran asam karbonat (H2CO3) dan basa konjugasinya (ion bikarbonat HCO3-) serta campuran asam homoglobin (Hb) dan basa konjugasinya (homoglobin, Hb). Sistem larutan penyangga dalam darah berfungsi untuk mengatur agar pH darah normal, yaitu 7,35-7,45. Menjaga Keseimbangan pH Larutan Suatu metode penanaman dengan media selain tanah, biasanya dikerjakan dalam rumah kaca dengan menggunakan medium air tang berisi zat hara, disebut dengan hidroponik. Setiap tanaman memiliki pH tertentu agar dapat tumbuh dengan baik. Oleh karena itu dibutuhkan larutan penyangga agar pH dapat dijaga.



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



13



Larutan Dalam Obat-obatan Asam asetilsalisilat merupakan komponen utama dari tablet aspirin, merupakan obat penghilang rasa nyeri. Adanya asam pada aspirin dapat menyebabkan perubahan pH pada perut. Perubahan pH ini mengakibatkan pembentukan hormon, untuk merangsang penggumpalan darah, terhambat, sehingga pendarahan tidak dapat dihindarkan. Oleh karena itu, pada aspirin ditambahkan MgO yang dapat mentrasfer kelebihan asam. Dalam Industri Farmasi Dalam industri farmasi, larutan penyangga berperan dalam pembuatan obat-obatan, agar zat aktif obat tersebut mempunyai pH tertentu larutan penyangga yang umum digunakan dalam industri farmasi adalah larutan asam basa konjugasinya senyawa fosfat.. Dalam Mikrobiologi Industri Dalam mikrobiologi industri digunakan sebagai pengatur pH medium pertumbuhan mikroorganisme. Biologi



Uji Diri!!! 1. Sebutkan jenis larutan penyangga yang dalam bidang industri dan jelaskan prinsip kerjanya! 2. Sebutkan jenis lautan penyangga yang dalam bidang kedokteran dan obatobatan dan jelaskan prinsip kerjanya! 3. Bagaimanakah bila larutan penyangga dalam air liur tidak ada?



Dalam bidang biologi digukan untuk mngoptimalkan kerja enzim Analisis Kimia Digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif, pemisahan senyawa dan unsur, serta reaksi kimia dengan pH terkontrol.



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



14



RANGKUMAN Larutan penyangga atau buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan pH tertentu terhadap usaha mengubah pH, seperti pemahaman asam, basa, ataupun pengenceran. Komponen penyusun larutan penyangga



Pada prinsip kerja larutan penyangga, larutan ini mengandung komponen asam dan basa lemah, dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikat baik ion H+ taupun ion OH-. Maka, penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak bisa mengubah pH-nya secara signifikan. Sifat-sifat larutan penyangga yaitu pH larutan tidak berubah jika larutan diencerkan dan a. pH larutan tidak berubah jika ditambah sedikit asam atau basa pH larutan penyangga dapat dihitung dengan rumus:



larutan penyangga berperan penting dalam kehidupan sehari-hari, bahkan juga pada proses di dalam tubuh makhluk hidup.



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



15



EVALUASI Evaluasi ini terdiri dari 20 soal (15 butir soal objektif, 5 butir soal esai). Silahkan kerjakan dengan cermat dan teliti!



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



16



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



17



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



18



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



19



DAFTAR PUSTAKA



E-Modul Kimia Berbasis Guided Inquiry



20