Final E-modul

ELEKTRONIK MODUL Berorientasi Nature of Science LAJU REAKSI Penyusun: Amelia Pera Gestin Dosen Pembimbing: Moh. Ismail Sholeh, M.Pd Pandu Jati Laksono, M.Pd Pendidikan Kimia Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan Semester II LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Puji dan syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan modul kimia dengan judul "Pengembangan E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi”. E-Modul ini disusun guna memfasilitasi proses pembelajaran kimia yang telah diberikan, sehingga peserta didik dapat memahami materi yang diberikan kepada kelas XI semester genap. Sholawat serta salam tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya hingga akhir zaman. Elektronik modul ini dilengkapi dengan multimedia yang akan memberikan pengalaman yang lebih bermakna bagi peserta didik selama proses belajar. E-modul ini dilengkapi dengan soal latihan guna menguji pemahaman peserta didik terkait dengan materi yang terdapat pada E-modul. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan E-modul ini jauh dari kata sempurna, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang dapat membangun. Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu. Semoga E-modul kimia ini dapat bermanfaat. Wassalamu'alaikum warahmatullahi wabarakatuh Penulis Amelia Pera Gestin E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi I LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce DAFTAR ISI Kata Pengantar .............................................................................................. I Daftar Isi ......................................................................................................... II Petunjuk Penggunaan ..................................................................................... IV Deskripsi Pedagogik NoS ................................................................................ V Peta Konsep .................................................................................................... 1 Capaian Pembelajaran ................................................................................... 2 Kegiatan Pembelajaran 1 ............................................................................... 3 Background Reading ...................................................................................... 4 Tinjauan Nature of Science ......................................................................... 4 Case Study Discussion .................................................................................... 4 Kegiatan Nature of Science ........................................................................ 4 Inquiry Lessons ............................................................................................... 6 Pengertian Laju Reaksi ............................................................................... 6 Kuis Bagian 1 ............................................................................................... 7 Faktor-faktor laju reaksi ..............................................................................7 Kuis Bagian 2 .............................................................................................. 12 Kegiatan Pembelajaran 2 ............................................................................... 13 Inquiry Lessons ............................................................................................... 14 Teori Tumbukan ...........................................................................................14 Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi .....................................................17 Kuis Bagian 3 ............................................................................................... 18 E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi II LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce DAFTAR ISI DAFTAR ISI Kegiatan Pembelajaran 3 ............................................................................... 19 Inquiry Labs ..................................................................................................... 20 Lembar Praktikum .......................................................................................20 Hasil Praktikum ............................................................................................22 Historical Studies ............................................................................................ 23 Rangkuman ..................................................................................................... 24 Multiple Assessment ...................................................................................... 25 Glosarium ........................................................................................................ 26 Daftar Pustaka ................................................................................................ 26 E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi III LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n c e R EAKSI PETUNJUK PENGGUNAAN PETUNJUK GURU 1. Guru memberi arahan kepada peserta didik untuk mengikuti pembelajaran. 2. Guru menyampaikan tujuan pembelajaran. 3. Guru membimbing peserta didik dalam berdiskusi dan memahami materi. 4. Guru membimbing peserta didik mengerjakan kuis dan evaluasi. PETUNJUK PESERTA DIDIK 1. Bacalah petunjuk dan berdoa terlebih dahulu sebelum memulai pembelajaran. 2. Pastikan perangkat tersambung dengan jaringan internet yang bagus. 3. Kegiatan belajar pada e-modul interaktif ini memiliki enam tahapan dari Nature of Science. 4. Video pembelajaran dapat diakses dengan mengklik gambar dari YouTube secara langsung. 5. Dalam mengerjakan kuis dan evaluasi usahakan dikerjakan secara mandiri dan jujur. 6. Untuk mengerjakan kuis, silahkan klik QR yang tersedia untuk terhubung ke google formulir. 7. Jika kalian kesulitan dalam melengkapi materi/mengerjakan latihan soal, kalian bisa bertanya dengan teman atau guru mata pelajaran atau dengan mencari referensi lain yang mendukung. 8. Selanjutnya, silahkan kerjakan soal evaluasi yang terdapat pada akhir modul ini. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi IV LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n c e DESKRIPSI PEDAGOGIK NoS Nature of Science (NoS) didefinisikan sebagai hakikat pengetahuan yang merupakan konsep kompleks yang meliputi filosofi, sosiologi, dan historis dari sebuah pengetahuan. Pembelajaran berbasis Nature of Science (NoS) mengacu pada epistemologi dan sosiologi pengetahuan. Pembelajaran dengan pendekatan NoS memiliki enam praktik pedagogik, yaitu : 1) Background Readings: Pada tahap ini Anda akan diberikan sebuah buku, artikel, atau membuat resume tentang sub-bab tertentu mengenai fenomena atau permasalahan yang ada dalam kehidupan sehari-hari, khususnya yang berhubungan dengan materi laju reaksi. Kegiatan yang Anda lakukan pada tahap ini mampu memperkuat pemahaman Anda dalam persiapan dan diskusi yang akan Anda lakukan. 2) Case Study Discussions: Pada tahap ini Anda akan diminta untuk menjawab pertanyaan berdasarkan artikel ilmiah yang telah Anda baca. Ataupun juga guru akan membuka ruang diskusi untuk melayani pertanyaan-pertanyaan yang mungkin Anda ajukan. Langkah ini sangat bagus untuk mengembangkan pemahaman Anda sebelum menuju materi inti karena Anda diberikan suatu persoalan dan diminta untuk memecahkan masalah. 3) Inquiry Lessons: Pada tahap ini Anda akan dibimbing oleh guru untuk memperoleh konsep dari suatu materi yang akan dikaji. Pada tahap ini Anda akan diminta untuk berpikir kritis, memfokuskan pertanyaan, membangun konsep, dan memberi penjelasan secara singkat dan seperlunya. Perolehan konsep pada tahap ini dilakukan dengan mempelajari materi yang akan dikaji. 4) Inquiry Labs: Pada tahap ini Anda diminta untuk membuktikan konsep-konsep yang telah Anda pelajari pada tahap sebelumnya. Pada tahap ini Anda diminta untuk mengasah keterampilan proses intelektual seorang ilmuwan dan hakikat dari penyelidikan sains. Tahap ini bukan hanya melalui kegiatan praktikum dilaboratorium melainkan bisa juga melalui kajian literatur. 5) Historical Study: Pada tahap ini bertujuan untuk mengukur konsep-konsep yang telah Anda dapatkan, apakah konsep Anda benar atau salah. Kegiatan yang akan Anda lakukan pada tahap ini seperti presentasi, memberikan tanggapan, ataupun juga membuat suatu portofolio dari kegiatan Inquiry Labs yang telah Anda lakukan. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi V LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n c e DESKRIPSI PEDAGOGIK NoS 6)Multiple Assessment: Tahap ini merupakan tahap terakhir dalam praktik pedagogik NoS. Tahap ini bertujuan untuk menguji pemahaman Anda mengenai konsep-konsep yang telah Anda dapatkan sebelumnya. Pengujian pada tahap ini melalui berbagai soalsoal tes yang telah tersedia di modul elektronik ini. Nature of Science merupakan aspek yang sangat penting dari literasi sains. Melalui praktik pedagogik tersebut diharapkan Anda dapat memahami konsep secara utuh (mencakup teori, keterampilan, dan visualisasi) dan dapat membantu Anda untuk memecahkan berbagai permasalahan yang ada dalam kehidupan sehari-hari. Sehingga ketika semua itu tercapai keterampilan literasi sains pada diri Anda juga akan meningkat. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi VI LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce PETA KONSEP Pereaksi Waktu Perubahan bergantung pada perubahan Hasil reaksi Konsentrasi membahas Faktor-Faktor Laju Reaksi Luas permukaan Suhu Laju Reaksi Katalis Teori Tumbukan Orde Reaksi E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 01 LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce CAPAIAN PEMBELAJARAN Peserta didik mampu menerapkan operasi matematika dalam perhitungan kimia; mempelajari sifat, struktur dan interaksi partikel dalam membentuk berbagai senyawa; memahami dan menjelaskan aspek energi, laju dan kesetimbangan reaksi kimia; menggunakan konsep asam-basa dalam keseharian. TUJUAN & ALUR TUJUAN PEMBELAJARAN Tujuan Pembelajaran Alur Tujuan Pembelajaran Menganalisis fenomena dilingkungan sekitar yang berkaitan dengan laju reaksi. Peserta didik mampu menganalisis fenomena dilingkungan sekitar yang berkaitan dengan laju reaksi. Memahami dan menganalisis konsep laju reaksi. Peserta didik mampu memahami dan menganalisis konsep laju reaksi. Memahami faktor-faktor laju reaksi. Peserta didik mampu memahami faktorfaktor laju reaksi. Memahami teori tumbukan. Peserta didik mampu memahami teori tumbukan. Menentukan persamaan laju reaksi dan orde reaksi. Peserta didik mampu menentukan persamaan laju reaksi dan orde reaksi. Merancang, melaksanakan, dan mempresentasikan hasil percobaan ilmiah berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Peserta didik mampu merancang, melaksanakan, dan mempresentasikan hasil percobaan ilmiah berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 02 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 Menganalisis fenomena dilingkungan sekitar yang berkaitan dengan laju reaksi. Memahami dan menganalisis konsep laju reaksi. Memahami faktor-faktor laju reaksi. LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce B A CK G R OU N D RE AD I N G TINJAUAN NATURE OF SCIENCE Suhu udara disekitar kita cenderung akan lebih dingin saat musim hujan tiba. Hal tersebut akan mendorong kita untuk mengonsumsi makanan dan minuman yang dapat menghangatkan tubuh. Salah satunya adalah teh panas. Minuman ini merupakan campuran dari serbuk teh, gula pasir, dan air panas. Namun, pernahkan kamu membuat teh panas dengan campuran gula batu? Membuat teh panas dengan campuran gula batu akan memakan waktu lebih lama dibandingkan dengan menggunakan gula pasir. Mengapa bisa demikian? apakah terdapat perbedaan antara gula batu dan gula pasir? Video mengenai gula batu Mari kita simak video dibawah ini Gambar 1. gula batu Setelah menyaksikan video observasi pembuatan gula batu, kalian mengenal tahapan pembuatan gula batu. Gula batu merupakan gula pasir yang telah mengkristal atau membentuk bongkahan. CASE STUDY DISCUSSIONS KEGIATAN NATURE OF SCIENCE Setelah kalian simak video pembuatan gula batu di atas, silahkan kerjakan kegiatan NOS berikut ya! Tugas kalian dalam kegiatan nature of science ini adalah mencari informasi berdasarkan video pembuatan gula batu yang telah kalian lihat sebelumnya, dan lakukan tinjauan referensi terhadap informasi tersebut dari berbagai sumber seperti buku maupun internet untuk menjawab pertanyaanpertanyaan dibawah ini! Gula batu atau rock candycode banyak digunakan untuk campuran makanan dan minuman. Tidak hanya di Indonesia, gula batu juga banyak digunakan di mancanegara. Coba kalian deskripsikan kembali bagaimana sejarah gula batu? Jawab: E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 04 LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n c e Apa yang dibahas dalam video tentang pembuatan gula batu? Jawab: Berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk kristalisasi dan penirisan dalam proses pembuatan gula batu? Jawab: Apakah ada manfaat lain dari gula batu yang dapat Anda terapkan dalam kehidupan sehari-hari? Jelaskan. Jawab: Saat membuat teh panas, kita biasanya menggunakan gula pasir sebagai pemanis. Namun, gula batu juga dapat dijadikan alternatif lainnya. Saat membuat teh panas dengan campuran gula batu akan memakan waktu lebih lama dibandingkan dengan menggunakan gula pasir. Mengapa bisa demikian? Jelaskan reaksi yang terjadi! Dan reaksi manakah yang berlangsung cepat? Jawab: *peserta didik diperbolehkan bertanya kepada guru apabila terdapat hal yang perlu didiskusikan. Tuliskan jawaban Anda pada link berikut ini. https://bit.ly/KegiatanNOS E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 05 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI INQUIRY LESSON MATERI PEMBELAJARAN A. Pengertian Laju Reaksi Laju reaksi diartikan sebagai laju penurunan reaktan (pereaksi) atau laju bertambahnya produk (hasil reaksi). Laju reaksi ini juga menggambarkan cepat lambatnya suatu reaksi kimia, sedangkan reaksi kimia merupakan proses mengubah suatu zat (pereaksi) menjadi zat baru yang disebut sebagai produk. Reaksi kimia digambarkan seperti pada bagan berikut. Gambar 2. Perkaratan besi dan pembakaran kayu Perhatikan kedua gambar di samping. Menurut kalian, manakah reaksi yang berlangsung cepat dan mana yang lambat? Ya, betul sekali. Reaksi perkaratan merupakan reaksi kimia yang berlangsung lambat, sedangkan pembakaran kayu berlangsung cepat. Cepat lambatnya proses reaksi kimia yang berlangsung dinyatakan dengan laju reaksi. Laju reaksi kimia bukan hanya sebuah teori, namun dapat dirumuskan secara matematis untuk memudahkan pembelajaran. Pada reaksi kimia: A B, maka laju berubahnya zat A menjadi zat B ditentukan dari jumlah zat A yang bereaksi atau jumlah zat B yang terbentuk per satuan waktu. Pada saat pereaksi (A) berkurang, hasil reaksi (B) akan bertambah. Perhatikan diagram perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi pada Gambar 3. Gambar 3. Perubahan konsentrasi pereaksi (A) dan hasil reaksi Berdasarkan gambar tersebut, maka rumusan laju reaksi dapat kita definisikan sebagai: a. berkurangnya jumlah pereaksi (konsentrasi pereaksi) per satuan waktu, atau: dengan r = laju reaksi, - d[R] = berkurangnya reaktan (pereaksi), dan dt = perubahan waktu. Untuk reaksi : A B, laju berkurangnya zat A adalah: b. bertambahnya jumlah produk (konsentrasi produk) per satuan waktu, atau: dengan +Δ[P] = bertambahnya konsentrasi produk (hasil reaksi). Untuk reaksi : A laju bertambahnya zat B adalah: E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 06 B, LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce Bagaimana untuk reaksi yang lebih kompleks, semisal : pA + qB demikian maka: Dalam perbandingan tersebut, tanda + atau – tidak perlu dituliskan karena hanya menunjukkan sifat perubahan konsentrasi. Oleh karena harga dt masingmasing sama, maka perbandingan laju reaksi sesuai dengan perbandingan konsentrasi. Di sisi lain, konsentrasi berbanding lurus dengan mol serta berbanding lurus pula dengan koefisien reaksi, sehingga perbandingan laju reaksi sesuai dengan perbandingan koefisien reaksi. Perbandingan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut. rC. Untuk reaksi Mari simak video berikut bersama-sama! https://youtu.be/yb0J0Yr0kSQ?si=z8B5SUC3sZ1dWAXk KUIS Silahkan kerjakan kuis pengertian laju reaksi berikut dengan mengakses QR disamping. B. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi Mengapa gula lebih mudah larut dalam air panas? Suhu merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kelarutan zat. Suhu juga merupakan faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Faktor lain yang mempengaruhi laju reaksi adalah luas permukaan, konsentrasi, dan katalis. Berbagai faktor yang mempengaruhi laju reaksi akan dibahas berikut ini. 1. Konsentrasi Jika konsentrasi suatu larutan makin besar, larutan akan mengandung jumlah partikel semakin banyak sehingga, partikel-partikel tersebut akan tersusun lebih rapat dibandingkan larutan yang konsentrasinya lebih rendah. Susunan partikel yang lebih rapat memungkinkan terjadinya tumbukan semakin banyak dan kemungkinan terjadi reaksi lebih besar. Maka, semakin besar konsentrasi zat, makin cepat laju reaksinya. Perhatikan Gambar 4 tentang pengaruh konsentrasi berikut. Gambar 4. (a) tumbukan yang terjadi pada konsentrasi kecil, (b) tumbukan yang terjadi pada konsentrasi besar E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 07 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI Apabila dibuat sebuah grafik yang menunjukkan hubungan antara konsentrasi dengan laju reaksi, maka dihasilkan grafik seperti pada Gambar 5. Grafik menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi, semakin cepat pula laju reaksinya. Waktu Gambar 5. Grafik pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi 2. Luas Permukaan Kubus berikut diibaratkan bongkahan Jika panjang rusuk kubus adalah 2 cm, luas permukaan kubus tersebut adalah 2 cm × 2 cm × 6 = 24 cm². 2 cm Apabila bongkahan bagian sama besar, maka: (kubus) tersebut diperkecil menjadi 8 1 cm 2 cm luas permukaan kubus menjadi = 1 cm × 1 cm × 6 × 8 = 48 cm². Kesimpulannya adalah zat yang memiliki massa sama apabila ukurannya semakin kecil maka luas permukaannya semakin besar. Semakin besar luas permukaan bidang sentuh zat, semakin besar laju reaksinya, seperti yang ditunjukkan oleh grafik hubungan luas permukaan dengan laju reaksi pada Gambar 6. Gambar 6. Grafik pengaruh luas permukaan terhadap laju reaksi 3. Suhu / Temperatur Dalam kehidupan sehari-hari dapat kita lihat pengaruh suhu terhadap laju reaksi. Pernahkah kalian menggoreng telur? Apa yang terjadi bila dibandingkan dengan merebus telur? Mengapa demikian? Minyak bila dipanaskan suhunya akan lebih tinggi dibandingkan air yang mendidih. Hal itu menyebabkan telur yang digoreng lebih cepat matang bila dibandingkan dengan yang direbus. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 08 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI Hal yang sama akan terjadi bila kita menyimpan makanan di dalam lemari es. Makanan akan tahan lebih lama bila disimpan dalam lemari es. Hal itu dikarenakan suhu yang rendah akan mengurangi laju reaksi pembusukan. Gambar 7. Menyimpan makanan dalam lemari es akan mengurangi laju reaksi pembusukan makanan Makin tinggi temperatur pereaksi, makin cepat laju reaksinya. Untuk setiap kenaikan temperatur sebesar 10⁰C, laju reaksi menjadi dua sampai tiga kali lebih cepat dari semula. Secara umum, rumus untuk menghitung laju reaksi pada suhu tertentu adalah sebagai berikut. dengan : laju reaksi pada suhu tertentu laju reaksi awal suhu awal suhu pada kelipatan laju reaksi Untuk menghitung lamanya waktu reaksi dapat digunakan rumus sebagai berikut. dengan : suhu awal suhu setelah dinaikkan kelipatan laju reaksi rata-rata kenaikan suhu E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 09 LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce Untuk pemahaman lebih lanjut, mari simak video berikut bersama-sama! *klik gambar diatas untuk mengakses video. 4. Katalis Reaksi yang berlangsung lambat dapat dipercepat dengan memberi zat lain tanpa menambah konsentrasi atau suhu reaksi. Zat tersebut disebut katalis. Katalis dapat mempercepat laju reaksi, tetapi tidak mengalami perubahan kimia secara permanen sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali. Fungsi katalis dalam reaksi adalah menurunkan energi aktivasi sehingga jumlah molekul yang dapat melampaui energi aktivasi menjadi lebih besar. Gambar 8. Diagram energi potensial reaksi tanpa katalis dan dengan katalis. Energi aktivasi reaksi dengan katalis (EaK) lebih kecil dari reaksi tanpa katalis E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 10 LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce Katalis memiliki beberapa sifat, di antaranya: 1. Katalis tidak bereaksi secara permanen. 2. Jumlah katalis yang diperlukan dalam reaksi sangat sedikit. 3. Katalis tidak memengaruhi hasil reaksi. 4. Katalis tidak memulai suatu reaksi, tetapi hanya memengaruhi lajunya. 5. Katalis hanya bekerja efektif pada suhu optimum, artinya di atas atau di bawah suhu tersebut kerja katalis berkurang. 6. Suatu katalis hanya memengaruhi laju reaksi secara spesifik, artinya suatu katalis hanya memengaruhi laju satu jenis reaksi dan tidak dapat untuk reaksi yang lain. 7. Keaktifan katalis dapat diperbesar oleh zat lain yang disebut promotor. 8. Hasil suatu reaksi dapat bertindak sebagai katalis, sehingga zat tersebut disebut autokatalis. 9. Katalis dalam senyawa organik disebut enzim. 10. Terdapat katalis yang dapat memperlambat suatu reaksi sehingga, katalis itu disebut katalis negatif atau inhibitor. Berdasarkan wujudnya, katalis dapat dibedakan dalam dua golongan, yaitu: 1. Katalis homogen, yaitu katalis yang mempunyai wujud sama dengan pereaksi. Katalis ini dapat berada dalam dua wujud: a. dalam wujud gas, contoh: b. dalam wujud larutan, contoh: 2. Katalis heterogen, yaitu katalis yang mempunyai wujud berbeda dengan pereaksi. Biasanya katalis ini berwujud padat dan pereaksinya cair atau gas. Contohnya: E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 11 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI CONTOH SOAL Perhatikan data laju reaksi pada suhu 25°C berikut! Waktu (s) Volume gas 10 80 20 200 30 320 Laju pembentukan gas A. 8,0 mL/detik B. 10,5 mL/detik C. 11,0 mL/detik D. 11,5 mL/detik E. 12,0 mL/detik (mL) rata-rata pada suhu tersebut adalah .... Jawaban: E Pembahasan: Laju reaksi dalam satuan volume per waktu dirumuskan sebagai: Untuk mengetahui laju rata-rata pembentukan gas hidrogen, kita tentukan laju reaksi dalam selang waktu yang sama, misal dalam selang waktu 10 detik. v=∆ V/∆ t Laju reaksi dalam selang waktu 10 - 20 detik v = 200-80 / 20-10 v = 120/10 v = 12 Laju reaksi dalam selang waktu 20 - 30 detik v = 320-200 / 30-20 v = 120/10 v = 12 Jadi, laju pembentukan gas hidrogen rata-rata pada suhu tersebut adalah 12,0 mL/detik. KUIS Silahkan kerjakan kuis faktor-faktor laju reaksi berikut dengan mengakses QR disamping. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 12 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 Memahami teori tumbukan Menentukan persamaan laju reaksi dan orde reaksi LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI A. Teori Tumbukan Teori tumbukan menggambarkan pertemuan partikel-partikel pereaksi sebagai suatu tumbukan. Tumbukan yang dapat menghasilkan partikel-partikel produk reaksi disebut tumbukan efektif. Untuk mendapatkan tumbukan yang efektif maka orientasi atau arah tumbukan harus tepat. Selain itu, partikel-partikel yang bertumbukan harus mempunyai energi kinetik yang cukup agar dapat melewati energi aktivasi. Energi kinetik minimum yang diperlukan partikel untuk menghasilkan tumbukan efektif disebut energi aktivasi (Ea). Nilai Ea untuk setiap reaksi dapat dinyatakan oleh suatu diagram energi potensial. Contoh pada reaksi Perhatikan ilustrasi pembentukan molekul senyawa HCl dari molekul unsur pembentuknya, yaitu molekul gas dan Gambar 9. Tumbukan molekul gas hidrogen dan gas klorin yang tidak efektif sehingga tidak menghasilkan reaksi. Gambar 10. Tumbukan molekul gas hidrogen dan gas klorin yang efektif sehingga menghasilkan reaksi dan membentuk molekul baru. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 14 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI Perhatikan diagram energi potensial berikut! Reaktan Produk Gambar 11. Diagram energi aktivasi Reaksi pembentukan HCl dari gas dan tidak akan terjadi (berlangsung) jika tidak mencapai harga energi aktivasi reaksinya. Perhatikan ilustrasi berikut. Gambar 12. Analogi energi aktivasi Gambar di atas merupakan analogi bagaimana sebuah mobil yang mogok harus melewati jalan berbukit. Untuk menggerakkan mobil yang mogok dari posisi A ke B maka kita harus mendorongnya hingga ke posisi C terlebih dahulu. Ketika sampai di posisi C, kita tidak perlu mendorongnya lagi, mobil akan bergerak sendiri menuruni bukit menuju posisi B. Posisi C itulah yang diibaratkan dengan energi aktivasi. Diagram energi potensial dapat digunakan untuk menggambarkan perubahan entalpi reaksi (∆ H). Dalam hal ini, ∆ H merupakan selisih Ep produk dengan Ep reaktan. 1. Reaksi endoterm (∆ H positif) : Ep produk > Ep reaktan 2. Reaksi eksoterm (∆ H negatif) : Ep produk < Ep reaktan. Perhatikan diagram energi potensial untuk reaksi endoterm dan eksoterm berikut! 1. Dalam reaksi endoterm kalor diserap oleh sistem sehingga energi kimia sistem meningkat dan entalpi sistem juga bertambah Oleh karena itu, ∆ H reaksi endoterm bertand positif (+). Diagram reaksinya ditunjukkan seperti gambar berikut. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 15 LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce Gambar 13. Grafik reaksi endoterm 1. 2. Reaksi eksoterm mengalami penurunan energi kimia sistem sehingga entalpi sistem berkurang. Oleh sebab itu, ∆ H reaksi eksoterm bertanda negatif (-). Diagram reaksinya ditunjukkan seperti gambar berikut. Gambar 14. Grafik reaksi eksoterm Dari uraian diatas, dapat dipahami bahwa semua tumbukan tidak semuanya menghasilkan reaksi. Hanya tumbukan efektif saja, yaitu tumbukan yang orientasinya tepat dan memiliki energi cukup, yang dapat menghasilkan reaksi. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 16 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI B. Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi Pada umumnya hubungan antara laju reaksi dengan konsentrasi zat-zat pereaksi hanya diturunkan dari data eksperimen. Bilangan pangkat yang menyatakan hubungan konsentrasi zat pereaksi dengan laju reaksi disebut orde reaksi. Untuk reaksi a A + b B ฀ c C + d D, persamaan laju reaksi ditulis: dengan r = laju reaksi k = tetapan laju reaksi [A] = konsentrasi zat A dalam mol perliter [B] = konsentrasi zat B dalam mol perliter m = orde reaksi terhadap zat A n = orde reaksi terhadap zat B Beberapa contoh reaksi dan rumus laju reaksi yang diperoleh dari hasil eksperimen dapat dilihat pada tabel dibawah ini. Reaksi Rumus Laju Reaksi Orde reaksi dapat ditentukan dari persamaan laju reaksi. Misalnya, pada reaksi dengan persamaan laju reaksi orde reaksi terhadap = orde satu, orde reaksi terhadap NO = orde dua, dan orde reaksi total adalah tiga. Orde reaksi dapat juga ditentukan melalui kecenderungan dari data suatu percobaan yang digambarkan dengan grafik. Berikut ini dijelaskan penentuan orde reaksi melalui grafik. 1. Grafik Orde Nol Laju reaksi tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi pereaksi. Persamaan laju reaksinya ditulis: Gambar 15. Hubungan kecepatan dan konsentrasi Bilangan dipangkatkan nol sama dengan satu sehingga persamaan laju reaksi menjadi: r = k. Jadi, reaksi dengan laju tetap mempunyai orde reaksi nol. Grafiknya digambarkan seperti gambar di samping. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 17 LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce 2. Grafik Orde Satu Untuk orde satu, persamaan laju reaksi adalah: Gambar 16. Hubungan kecepatan dan konsentrasi Persamaan reaksi orde satu merupakan persamaan linier berarti laju reaksi berbanding lurus terhadap konsentrasi pereaksinya. Jika konsentrasi pereaksinya dinaikkan misalnya 4 kali, maka laju reaksi akan menjadi atau 4 kali lebih besar. Grafiknya digambarkan seperti gambar di samping. 3. Grafik Orde Dua Persamaan laju reaksi untuk reaksi orde dua adalah: r = . Apabila suatu reaksi berorde dua terhadap suatu pereaksi berarti laju reaksi itu berubah secara kuadrat terhadap perubahan konsentrasinya. Apabila konsentrasi zat A dinaikkan misalnya 2 kali, maka laju reaksi akan menjadi atau 4 kali lebih besar. Grafiknya digambarkan seperti gambar di samping. Gambar 17. Hubungan kecepatan dan konsentrasi KUIS Silahkan kerjakan kuis persamaan laju reaksi berikut dan orde reaksi dengan mengakses QR disamping. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 18 KEGIATAN PEMBELAJARAN 3 Merancang, melaksanakan, dan mempresentasikan hasil percobaan ilmiah berdasarkan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI INQUIRY LABS LEMBAR PRAKTIKUM "PENGARUH KONSENTRASI DAN LUAS PERMUKAAN BIDANG SENTUH TERHADAP LAJU REAKSI" Tempat dan Waktu Tempat Praktikum : Tanggal Praktikum : Waktu Praktikum : Tujuan 1. Menyelidiki pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi, 2. Menyelidiki pengaruh luas permukaan bidang sentuh terhadap laju reaksi. Alat dan Bahan 1. Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi a. Alat Tabung reaksi 3 buah Gelas ukur Kaca arloji Stopwatch b. Bahan Cuka makan 25% Kulit/cangkang telur 2. Pengaruh luas permukaan bidang sentuh terhadap laju reaksi . a. Alat Tabung reaksi 3 buah Gelas ukur Kaca arloji Stopwatch b. Bahan Cuka makan 25% Kulit/cangkang telur E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 20 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI Cara Kerja Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi 1. Buatlah campuran asam cuka dan air dengan perbandingan 1:0, 1:1, dan 1:2 sebagai faktor konsentrasi. 2. Kemudian masukkan campuran-campuran tersebut ke dalam tabung reaksi berbeda. 3. Kemudian masukkan butiran kulit/cangkang telur yang telah disediakan dengan jumlah/berat dan ukuran hampir sama ke dalam ketiga tabung reaksi tersebut. 4. Catatlah perubahan yang terjadi saat asam asetat dimasukkan kedalam tabung reaksi sampai gelembung yang dihasilkan habis. 5. Amati gelas mana yang paling cepat bereaksi dan paling banyak buihnya. Pengaruh luas permukaan bidang sentuh terhadap laju reaksi 1. Sediakan beberapa potongan kulit telur dengan ukuran yang berbeda-beda (bisa diremas dengan tangan, bisa digunting atau bisa juga ditumbuk). 2. Masukkan asam cuka dengan ukuran dan konsentrasi yang sama kedalam 3 buah tabung reaksi yang berbeda. 3. Kemudian masukkan masing-masing setengah potong kulit telur (dengan ukuran yang berbeda) kedalam 3 buah tabung reaksi yang sudah terisi dengan asam cuka dengan ukuran dan konsentrasi yang sama. 4. Catatlah perubahan yang terjadi saat asam asetat dimasukkan kedalam tabung reaksi sampai gelembung yang dihasilkan habis. 5. Amati gelas mana yang paling cepat bereaksi. Hasil Praktikum Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi Tabung reaksi Asam cuka (mL) Air (mL) 1 60 0 2 60 60 3 60 120 Waktu (s) Laju reaksi (cepat/lambat) E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 21 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI Pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi Tabung reaksi Cangkang telur Asam cuka (mL) 1 Setengah cangkang telur utuh 60 2 Setengah cangkang telur yang telah diremas 60 3 Setengah cangkang telur yang ditumbuk 60 Waktu (s) Laju reaksi (cepat/lambat) Pertanyaan 1. Bagaimana pengaruh konsentrasi terhadap laju reaksi yang Anda pelajari pada percobaan di atas? 2. Bagaimana pengaruh luas permukaan bidang sentuh terhadap laju reaksi yang Anda pelajari pada percobaan di atas? Tuliskan jawaban Anda pada link berikut ini. https://bit.ly/PraktikumFaktorLajuReaksi E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 22 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI HISTORICAL STUDIES REPORT Untuk memperoleh pengetahuan baru dari permasalahan sains yang ada, para ilmuwan menggunakan metode ilmiah untuk menjawab pertanyaan yang kamu dapatkan pada saat pengamatan berlangsung. Oleh karena itu, sebagai calon ilmuwan masa depan dalam pemahaman hakekat sains harus memiliki karakter metode ilmiah agar dapat berpikir secara kritis dan logis untuk mendapatkan pengetahuan yang baru dalam ilmu sains. Berdasarkan hasil pengamatan praktikum, buatlah laporan tertulis praktikum sederhana tersebut. Format penulisan laporan meliputi : A. Judul praktikum B. Tujuan praktikum yang telah dilakukan C. Deskripsikan kegiatan praktikum secara singkat D. Alat dan bahan E. Data pengamatan praktikum F. Kesimpulan SPEAK UP Setelah melakukan metode ilmiah dan memperoleh kesimpulan, seorang ilmuwan akan mempresentasikan hasil temuannya untuk membagi pengetahuan yang diperoleh serta dapat dipelajari dan dianalisis oleh ilmuwan-ilmuwan lain. Sebagai calon ilmuwan, ayo presentasikan hasil percobaan dan analisis kelompokmu di depan kelas agar kelompok lain dapat menganalisis hasil temuannya! SELAMAT BEKERJA E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 23 LAJU R EAKSI B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce RANGKUMAN 1. Laju reaksi menyatakan cepat lambatnya suatu reaksi kimia. Laju reaksi diartikan dengan berkurangnya pereaksi atau bertambahnya reaktan. Laju reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi pereaksi, luas permukaan pereaksi, suhu saat reaksi, dan ada tidaknya katalis. 2. Penulisan persamaan laju reaksi secara umum untuk reaksi: pA + qB rC adalah , dengan m orde reaksi terhadap A dan n orde reaksi terhadap B. 3. Orde reaksi adalah jumlah pangkat konsentrasi pereaksi dalam persamaan laju reaksi. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 24 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI MULTIPLE ASSESSMENT EVALUASI AKHIR PETUNJUK UMUM 1. Isi identitas sesuai pernyataan yang tertera, 2. Bacalah dengan cermat setiap pertanyaan yang disajikan, 3. Tanyakan kepada guru apabila terdapat pertanyaan yang tidak jelas, 4. Waktu pengerjaan setelah pembelajaran sampai pertemuan selanjutnya. PETUNJUK KHUSUS 1. Tipe soal pilihan ganda dengan jumlah pilihan lima yaitu A, B, C, D, dan E, 2. Tidak ada pengurangan skor, 3. Anda dapat memperbaiki evaluasi apabila masih belum mencapai 70%, 4. Jika belum memahami materi secara keseluruhan, silahkan telaah kembali kegiatan belajar sebelumnya, 5. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dibawah ini. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 25 LAJU B ero ri enta s i Nature o f Sci e n ce R EAKSI GLOSARIUM Energi aktivasi energi yang diperlukan untuk membentuk kompleks teraktivasi. Katalis Zat yang dapat mempercepat laju reaksi tetapi tidak mengalami perubahan secara permanen sehingga zat tersebut dapat diperoleh kembali di akhir reaksi Laju reaksi Berkurangnya konsentrasi pereaksi (reaktan) per satuan waktu atau bertambahnya konsentrasi hasil reaksi (produk) per satuan waktu Molaritas Jumlah mol zat dalam satu liter larutan Orde reaksi Jumlah pangkat konsentrasi pereaksi dalam persamaan laju reaksi DAFTAR PUSTAKA Chang, Raymond. (2003). Kimia dasar / Raymond Chang. Jakarta : Erlangga,. Istiqomah. Cici Arfian. dkk. (2023). Ilmu Pengetahuan Alam KIMIA untuk SMA/MA Kelas XI (Fase F). Surakarta: Penerbit dan Percetakan Mediatama. Kalsum, S., Devi, P. K., Masmiani, & Syahrul, H. (2009). Kimia 2 Kelas XI SMA dan MA. In Angewandte Chemie International Edition. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Premono, S., Wardani, A., & Hidayati, N. (2009). SMAMA Kelas XI Kimia: Vol. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Priambodo, E., Nuryadi, & Sutiman. (2009). Aktif Belajar Kimia : untuk SMA dan MA Kelas XI. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Ramli, M., Saridewi, N., Budhi, T. M., & Suhendar, A. (2022). KIMIA Sma/ma kelas xi. Kementrian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi. E-modul Interaktif Berorientasi Nature of Science Pada Materi Laju Reaksi 26