Kimia untuk SMA/MA Kelas X
1 Kimia SMA/MA X The journey of a thousand miles begins with one step. Perjalanan seribu mil dimulai dengan satu langkah.
i
Kimia untuk SMA/MA Kelas X
Penulis Tim Bimata
Editor Kunthi Pratiwi
Grafis Muhammad Dwi Pahlepi
Ilustrator Bayu Aprianto
Perancang Kulit Tim Willian
Diterbitkan oleh CV Willian Jl. Diponegoro No. 123 Wirogunan, Kartasura, Sukoharjo 57166 Hunting/Telp: (0271) 781797, 781853, 784754 Fax: (0271) 781797 Email:
[email protected]
Buku ini disetting dan dilayout menggunakan Adobe InDesign® CS, Corel Draw® 11, dan Adobe PhotoShop® CS. Font isi: Times 11 pt.
ISBN: 978-602-292-008-3 © Hak cipta dilindungi oleh Undang-Undang Nomor 19 Tahun 2002. Dilarang memperbanyak/menyebarluaskan dalam bentuk apa pun tanpa seizin tertulis dari penerbit.
Kimia SMA/MA X
ii
Knowledge without follow-through is worse than no knowledge. Pengetahuan tanpa tindak lanjut lebih buruk daripada tanpa pengetahuan.
Cover Dalam ....................................................... .................................................................................................................... ...............................................................
i
Copyright ............................................................. .......................................................................................................................... ...............................................................
ii
Let’s Get to Know ......................................................... ............................................................................................................. ....................................................
iii
Peta Konsep ........................................................ ..................................................................................................................... ...............................................................
vi
Pendahuluan ....................................................... .................................................................................................................... ...............................................................
7
Pembelajaran ...................................................... ................................................................................................................... ...............................................................
8
1
Bab 1 Mengenal Ilmu Kimia ..............................................
9
Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran 1 Mengenal Hakikat Ilmu Kimia dan Metode Ilmiah ...............
12
A. Ilmu Kimia ............................................................ ..........
12
B. Sikap Kimia .......................................................... ..................................................................... ...........
13
C. Metode Ilmiah ...................................................... ................................................................. ...........
15
D. Pembuatan Laporan .........................................................
17
Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran 2 Mempelajari Keselamatan Kerja di Laboratorium dan
2
Peran Ilmu Kimia dalam Kehidupan Kehidupan ......................................
24
A. Keselamatan Kerja di Laboratorium Laboratorium ...............................
24
B. Peran Ilmu Kimia dalam Kehidupan ...............................
34
Bab 2 Menganalisis Perkembangan Model Atom dan Sistem Siste m Periodik Unsur ............................................
45
Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran 1 Menyelidiki Menyelidiki Perkembangan Perkembangan Model Atom ..............................
48
A. Perkembangan Perkembangan Model Atom ...........................................
48
B. Teori Atom Mekanika Kuantum .....................................
52
C. Partikel Penyusun Atom ..................................................
53
D. Nomor Atom dan Nomor Massa .....................................
55
E. Isotop, Isobar, dan Isoton ................................................
56
Kimia SMA/MA X The verit in action lies in finishing it to the end. Kebaikan dalam tindakan terletak pada penyelesaian sampai akhir.
iii
Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran 2 Mengkaji Sistem Periodik Unsur ...........................................
63
A. Perkembangan Perkembangan Sistem Periodik ......................................
63
B. Hubungan Konfigurasi Elektron dengan Tabel Periodik ...................................................... ................................................................. ...........
68
C. Sifat-Sifat Sifat-Sifat Periodik Unsur ...............................................
73
Ulangan Tengah Semester 1 ............................................................. ............................................................................................ ...............................
3
88
Bab 3 Membandingkan Proses Pembentukan Ikatan Kimia, Menganalisis Kepolaran Senyawa, dan Teori Domain Elektron ............................................
93
Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran 1 Mengenal Ikatan Kimia dan Menyelidiki Kepolaran Senyawa ............................................................. ..................... A. Kecenderungan Kecenderungan Suatu Unsur Mencapai Kestabilan ........
96 96
B. Ikatan Ion ............................................................. ...........
97
C. Ikatan Kovalen ...................................................... ................................................................ ..........
98
D. Ikatan Kovalen Koordinasi Koordinasi .............................................
102
E. Ikatan Logam Koordinasi Koordinasi ................................................
102
F. Kepolaran Senyawa .........................................................
103
G. Gaya Tarik Antarmolekul Antarmolekul ...............................................
104
Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran 2 Mempelajari Mempelajari Teori Domain Elektron .....................................
113
A. Bentuk Molekul ..................................................... ............................................................... ..........
113
B. Teori Hibridisasi Hibridisasi ......................................................... ............................................................. ....
118
Ulangan Semester 1 ........................................................... .......................................................................................................... ............................................... 130
4
Bab 4 Menganalisis Sifat Larutan Elektrolit Elektrolit dan Perkembangan Konsep Reaksi Redoks ................... 135
Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran 1 Mengenal Larutan Elektrolit Elektrolit ..................................................
138
A. Daya Hantar Listrik dalam Larutan ................................
138
B. Derajat Ionisasi ..................................................... ............................................................... ..........
140
C. Reaksi Ionisasi Larutan Elektrolit Elektrolit ...................................
141
D. Senyawa Ionik dan Senyawa Kovalen Polar ...................
141
E. Peranan Larutan Elektrolit dalam Tubuh ........................
143
Kimia SMA/MA X
iv
Optimists are right. Optimisme memang harus.
Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran 2 Mengenal Reaksi Oksidasi dan Reduksi ................................
150
A. Perkembangan Perkembangan Konsep Reaksi Redoks ...........................
150
B. Bilangan Oksidasi ...........................................................
152
C. Reaksi Autoredoks Autoredoks ......................................................... ...........................................................
154
D. Tata Nama Iupac Berdasarkan Berdasarkan Bilangan Oksidasi ..........
155
E. Penerapan Penerapan Konsep Redoks ..............................................
157
Ulangan Tengah Semester 2 ....................................................... ............................................................................................ ..................................... 168
5
Bab 5 Menerapkan Aturan IUPAC dan Stoikiometri ..... 173
Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran 1 Mempelajari Mempelajari Tata Nama Senyawa .........................................
176
A. Tata Nama Senyawa Anorganik .....................................
176
B. Tata Nama Senyawa Organik .........................................
181
Kegiatan Pembelajaran Pembelajaran 2 Mempelajari Mempelajari Stoikiometri Stoikiometri ..................................................... .......................................................
188
A. Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relatif ............
188
B. Persamaan Reaksi ...........................................................
190
C. Hukum-Hukum Hukum-Hukum Dasar Kimia ..........................................
194
D. Konsep Mol ........................................................... ..........
200
E. Komposisi Zat ...................................................... ................................................................. ...........
206
F. Perhitungan Perhitungan Kimia Sederhana Sederhana dan Pereaksi Pembatas ... 210 Ulangan Semester 2 ........................................................... .......................................................................................................... ............................................... 221 Ujian Tingkat Tingkat Kompetensi Paket 1 ....................................................... ................................................................................. .......................... 226 Ujian Tingkat Tingkat Kompetensi Paket 2 ....................................................... ................................................................................. .......................... 231 Glosarium ...................................................... .................................................................................................................... .................................................................... ...... 236 Penutup ........................................................... ....................................................................................................................... ................................................................... ....... 239 Daftar Pustaka ......................................................... .................................................................................................................. ......................................................... 240
Kimia SMA/MA X No effort no results. Tiada usaha tiada hasil.
v
Bab
4
Cek Kemampuan Awal 1.
Jelaskan tentang teori Svante Arrhenius!
2.
Jelaskan senyawa ion dan senyawa kovalen polar! Berikan masingmasing 3 contoh!
3.
Kelompokkan larutan berikut ini berdasarkan kuat lemahnya daya hantar listrik:
4.
5.
a.
Mg(OH)2 ,
b.
CO(NH 2 )2 ,
c.
Ca(OH)2 ,
d.
FeCl 3!
Tunjukkan reduktor, oksidator, hasil reduksi, dan hasil oksidasi dari reaksi berikut: a.
Cu 2 O + C 2Cu + CO,
b.
PCl 5 PCl 3 + Cl 2 !
Tulislah nama IUPAC senyawasenyawa berikut: a.
CaO,
b.
H 2 O, dan
c.
MgCl 2 !
Sumber: www.fmu-in.com
Prasyarat Sebelum materi Menganalisis Sifat Larutan Elektrolit dan Perkembangan Konsep Reaksi Redoks dijelaskan oleh guru Anda, ada baiknya Anda membaca dan mempelajari materi terlebih dahulu. Membaca materi akan memudahkan Anda dalam memahami memahami dan memiliki memiliki gambaran tentang materi yang akan dipelajari di kelas. Catat inti sari dari materi yang telah Anda pelajari dan tandai bagian yang sekiranya belum Anda Anda paham pahami, i, kemud kemudian ian tanyak tanyakan an pada pada guru Anda di kelas! Selain itu, untuk mempermudah memahami materi Menganalisis Sifat Larutan Elektrolit dan Perkembangan Konsep Reaksi Redoks Anda harus memperhatikan tiap penjelasan yang disampaikan oleh guru Anda.
Menganalisis Sifat Larutan Elektrolit dan Perkembangan Konsep Konsep Reaksi Redoks
Kita memiliki beragam kebutuhan. Kebutuhan tersebut terpenuhi salah satunya dengan adanya industri yang mengolah bahan baku menjadi beragam barang kebutuhan. Proses pengolahan bahan baku dalam suatu industri menghasilkan suatu produk yang dibutuhkan manusia dan menghasilkan limbah. Untuk mencegah terjadinya pencemaran lingkungan dari aktivitas industri, diperlukan pengendalian terhadap pencemaran lingkungan dengan menetapkan baku mutu lingkungan. Secara umum, terdapat dua metode yang digunakan dalam mengolah air limbah, yaitu metode elektrolit dan metode lumpur aktif. Penerapan kedua metode ini dapat d apat menetralkan logam-logam yang berbahaya dalam kandungan air limbah. Penggunaan metode elektrolit dan lumpur aktif menjadi bagian dari reaksi redoks.
Menganalisis Sifat Larutan Elektrolit dan Perkembangan Konsep Konsep Reaksi Redoks
That makes us happy is winning the battle. Yang membuat kita senang adalah pertempuran meraih kemenangan.
135
Peta Konsep
KOMPETENSI KOMPETENSI INTI
Tujuan Pembelajaran
KOMPETENSI DASAR
Acuan kualitas dan konten Memuat
Menganalisis Sifat Larutan Elektrolit dan Perkembangan Konsep Reaksi Redoks Apersepsi Guru menjelaskan tentang larutan elektrolit dan reaksi redoks Alat/Media: 1.
Metode:
Materi pembelajaran
Alat-alat bahan praktikum serta media presentasi
1.
2.
Buku Kimia X
3.
Referensi lain yang relevan
Mengenal Reaksi Oksidasi dan Reduksi
Mengenal Larutan Elektrolit
Ceramah
2.
Diskusi
3.
Pemecahan Masalah
4.
Eksperimen
Aspek pembelajar an
A FEK TIF
KOGNITIF
PSI KOMOTOR IK
Pengukuran
PENUGASAN
PELATIHAN
1.
AFEKTIF
1.
KOGNITIF
2.
PSIKOMOTORIK
2.
AFEKTIF
Kata Kunci •
Larutan
•
Elektrolit
•
Nonelektrolit
•
Reduksi
•
Oksidasi
Kimia SMA/MA X
136
The struggle to build strength. Perjuangan membangun kekuatan.
Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 Kompetensi Inti 1. Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. 2. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerja sama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. 3. Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusian, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. 4. Mengolah, menalar, menalar, dan menyaji menyaji dalam ranah konkret konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan. Kompetensi Dasar 1.1 Menyadari adanya keteraturan keteraturan struktur partikel materi sebagai wujud kebesaran kebesaran Tuhan YME dan pengetahuan tentang struktur partikel materi sebagai hasil pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya bersifat tentatif. 2.1 Menunjukkan perilaku perilaku ilmiah (memiliki (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif, objektif, terbuka, mampu membedakan membedakan fakta dan opini, ulet, t eliti, bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif, demokratis, komunikatif) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang diwujudkan dalam sikap sehari-hari. 2.2 Menunjukkan perilaku kerjasama, santun, toleran, cinta damai dan peduli lingkungan serta hemat dalam memanfaatkan sumber daya alam. 2.3 Menunjukkan perilaku perilaku responsif dan pro-aktif serta bijaksana sebagai wujud kemampuan kemampuan memecahkan masalah masalah dan membuat keputusan. 3.8 Menganalisis sifat larutan elektrolit elektrolit dan larutan nonelektrolit nonelektrolit berdasarkan daya hantar hantar listriknya. 4.8 Merancang, melakukan, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan untuk mengetahui mengetahui sifat larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit. Termuat dalam pembelajaran
Mengenal Larutan Elektrolit
Tujuan pembelajaran yang dicapai Setelah melaksanakan kegiatan pembelajaran, peserta didik diharapkan dapat: 1. menghayati dan merasakan merasakan kebesaran Tuhan melalui materi materi mengenal mengenal larutan larutan elektrolit, elektrolit, 2. menghayati dan mengamalkan perilaku ilmiah dalam merancang merancang dan melakukan percobaan percobaan larutan elektrolit, 3. menjalankan perilaku kerjasama, kerjasama, santun, toleran, cinta damai dan peduli lingkungan lingkungan dalam dalam mempelajari mempelajari materi mengenal larutan elektrolit, 4. menjalankan perilaku responsif responsif dan pro-aktif serta bijaksana dalam dalam mempelajari mempelajari materi mengenal larutan elektrolit, elektrolit, 5. menganalisis sifat larutan larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit, 6. menyajikan hasil percobaan larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit. Standar capaian Peserta didik diharapkan dapat: 1.1 menghayati kebesaran kebesaran Tuhan melalui materi mengenal mengenal larutan elektrolit, elektrolit, 1.2 merasakan kebesaran Tuhan Tuhan melalui materi mengenal mengenal larutan larutan elektrolit, 2.1 menghayati perilaku perilaku ilmiah dalam merancang merancang percobaan larutan elektrolit, elektrolit, 2.2 mengamalkan perilaku perilaku ilmiah dalam melakukan melakukan percobaan larutan elektrolit, elektrolit, 3.1 mengamalkan perilaku perilaku kerjasama, santun, toleran, dan cinta damai dalam menyelesaikan masalah masalah yang berkaitan dengan materi mengenal larutan elektrolit, 3.2 mengamalkan perilaku perilaku peduli lingkungan lingkungan dalam mempelajari mempelajari larutan elektrolit, 4.1 menjalankan perilaku perilaku responsif dan pro-aktif dalam menyelesaikan menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan dengan materi larutan elektrolit, 4.2 menjalankan perilaku perilaku bijaksana dalam mempelajari mempelajari materi larutan elektrolit, elektrolit, 5.1 mengingat sifat larutan larutan elektrolit, elektrolit, 5.2 menganalisis larutan nonelektrolit, nonelektrolit, 6.1 menyajikan hasil hasil percobaan percobaan larutan elektrolit, elektrolit, 6.2 mengamati hasil percobaan percobaan larutan nonelektrolit. nonelektrolit.
Menganalisis Sifat Larutan Elektrolit dan Perkembangan Konsep Konsep Reaksi Redoks
The world is a stage play. Dunia adalah panggung sandiwara.
137
Kegiatan Pembelajaran 1
Mengenal Larutan Elektrolit •
Guru dan peserta didik berdoa terlebih dahulu, sebelum memulai pembelajaran mengenal larutan elektrolit.
•
Guru mengajak peserta didik mengamati lampu pijar yang dihubungkan dengan larutan garam dan sumber listrik.
•
Guru mengajukan beberapa pertanyaan terkait dengan eksperimen yang telah dilakukan.
•
Guru memberikan penjelasan dari eksperimen yang telah dilakukan.
•
Guru mengajak peserta didik mengerjakan mengerjakan latihan untuk mengetahui tingkat pemahaman peserta didik.
A. Daya Hantar Listrik dalam dalam Larutan Larutan ada yang dapat menghantarkan listrik dan ada yang tidak. Larutan yang dapat menghantarkan listrik disebut dengan larutan elektrolit. Perhatikan Gambar 4.1! Lakukan percobaan seperti pada gambar! Sediakan gelas yang berisi air, kemudian tuangkan beberapa sendok garam dan aduklah sampai garam larut dalam air! Hubungkan larutan garam dengan lampu pijar dan rangkaian listrik seperti pada Gambar 4.1! Apa yang terjadi pada lampu pijar? Mengapa larutan garam dapat menghantarkan listrik? Simaklah Sumber: Dokumentasi Sumber: Dokumentasi Penerbit penjelasan berikut ini! Arus listrik adalah aliran Gambar 4.1 Alat penguji elektrolit. muatan listrik. Kita telah mengetahui bahwa atom mengandung elektron yang bermuatan negatif dan Perilaku Ilmiah berada di kulit atom. Jika diberikan beda potensial, Toleransi elektron akan mengalir, sehingga menghasilkan arus Inisiatif listrik. Perhatikan Gambar 4.1! Hantaran listrik melalui Religius Disiplin larutan, diuji dengan alat penguji elektrolit. Hantaran Rasa Ingin Tahu listrik melalui larutan dapat ditunjukkan dengan memasang lampu pijar pada rangkaian. Selain itu, adanya aliran listrik ditunjukkan adanya perubahan yang terjadi pada elektrode yang dicelupkan ke dalam larutan. Perubahan yang terjadi adalah adanya gelembung gas di sekitar elektrode. Berdasarkan daya hantar listrik, larutan dikelompokkan menjadi dua, yaitu larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit. 1. Larutan Elektrolit Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Menurut Svante Arrhenius (1884) bahwa dalam larutan elektrolit, partikel-partikel yang berperan menghantarkan menghantarkan arus listrik adalah partikel-partikel bermuatan (ion) yang bergerak bebas dalam larutan. Berdasarkan daya hantar listrik, larutan elektrolit dibagi menjadi dua, yaitu larutan elektrolit kuat dan larutan elektrolit lemah. Kimia SMA/MA X
138
Mistakes are lessons to be wise. wise. Kesalahan adalah pelajaran untuk menjadi bijak.
a. Larutan elektrolit kuat
Larutan elektrolit kuat, yaitu larutan elektrolit yang mempunyai daya hantar listrik kuat. Larutan elektrolit kuat mempunyai daya hantar listrik yang besar, karena banyak mengandung ion-ion dalam larutannya. Larutan elektrolit terdiri atas larutan asam, basa kuat, dan garam. Contoh larutan elektrolit kuat adalah larutan asam kuat, basa kuat, dan garam. 1) Larutan asam kuat: HCl, H 2SO4, HNO3. 2) Larutan basa kuat: NaOH, KOH, Ba(OH) 2, Ca(OH)2. 3) Larutan garam: NaCl, KCl, Na 2SO4, NaNO3. Cara menguji larutan elektrolit kuat, yaitu menghubungkan larutan dengan rangkaian listrik dan lampu pijar. Karakteristik larutan elektrolit dapat ditunjukkan ditunjukk an melalui uji elektrolit. Larutan elektrolit kuat akan menghasilkan nyala lampu yang terang dan di sekitar elektrode timbul gelembung-gelembung gas. Larutan elektrolit kuat memiliki derajat ionisasi sama dengan satu atau mendekati satu ( = 1). Hal ini dikarenakan pada elektrolit kuat ion-ion akan terionisasi sempurna. Larutan yang termasuk dalam elektrolit kuat, meliputi senyawa ion, seperti larutan MgCl 2, NaCl, dan beberapa senyawa kovalen (HCl, HBr, HNO 3, HI, H2SO4). b. Larutan elektrolit lemah
Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang mempunyai daya hantar listrik lemah. Berikut contoh larutan yang dikelompokkan ke dalam larutan elektrolit lemah. 1) larut an asam lemah, conto h: CH3COOH, H2CO3, HCN, 2) larutan basa lemah, contoh: NH4OH, Al(OH)3. Uji elektrolit, menunjukkan lampu menyala redup atau tidak menyala, tetapi ada gelembung gas di sekitar elektrode. Larutan elektrolit lemah memiliki derajat ionisasi kecil < 1, karena dalam larutan, senyawa elektrolit ini hanya terionisasi sebagian. Contoh larutan elektrolit lemah, antara lain NH 3, CH3COOH, H3PO4, dan H2S. Makin besar derajat ionisasi ( ), makin kuat sifat elektrolitnya.
Sumber: www.chem-is-try.org Sumber: www.chem-is-try.org
Gambar 4.2 (a) Hasil uji larutan elektrolit kuat, (b) Hasil uji larutan elektrolit lemah, (c) Hasil uji larutan nonelektrolit.
Proyek Mandiri 1 Lakukan aktivitas berikut untuk membantu Anda memahami perbedaan sifat larutan elektrolit dan nonelektrolit!
1.
Setelah Anda mempelajari tentang larutan elektroli t dan nonelektrolit, carilah artikel dari berbagai sumber (buku atau internet) tentang sifat larutan elektrolit dan nonelektrolit berdasarkan daya hantar listriknya!
2.
Rangkumlah artikel yang Anda dapatkan dalam selembar kertas dan kumpulkan pada guru Anda!
Menganalisis Sifat Larutan Elektrolit dan Perkembangan Konsep Konsep Reaksi Redoks
The future is waiting for our ability to change it. Masa depan menunggu kemampuan kita untuk mengubahnya.
139
