BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Lokasi dan Subjek Penelitian Penelitian ini dilakukan di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung. Subjek penelitian ini adalah enam orang siswa SMA kelas XI IPA yang sudah mendapatkan materi asam basa, larutan penyangga, hidrolisis dan titrasi asam basa. B. Metode Penelitian Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode deskriptif. Metode deskriptif merupakan metode yang menjelaskan fenomena dengan mendeskripsikan karakteristik individu, kelompok, situasi, atau peristiwa. Penelitian deskriptif bertujuan untuk membuat deskripsi, gambaran, atau lukisan secara sistematis, faktual, dan akurat mengenai fakta-fakta, sifat-sifat serta hubungan antar fenomena yang diselidiki (Nazir, 2003, hlm. 54). Dalam penelitian deskriptif, peneliti tidak melakukan manipulasi atau memberikan perlakuan-perlakuan tertentu terhadap variabel atau merancang sesuatu yang diharapkan terjadi pada variabel, tetapi semua kegiatan, keadaan, kejadian, aspek, komponen, atau variabel berjalan sebagaimana adanya (Sukmadinata, 2005, hlm ). Penelitian deskriptif dilakukan dengan menempuh langkah-langkah pengumpulan, klasifikasi, pengolahan data, analisis data, dan membuat kesimpulan dengan tujuan utama untuk membuat gambaran terperinci tentang suatu subjek penelitian. Dalam penelitian ini, gambaran terperinci tersebut adalah profil model mental siswa. C. Desain Penelitian Desain penelitian ini adalah penelitian kualitatif. Prosedur penelitian ini secara umum terbagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap persiapan, tahap pelaksanaan dan tahap akhir. 31

2 32 1. Tahap Persiapan Pada tahap persiapan, langkah pertama yang dilakukan adalah melakukan studi kepustakaan tentang karakteristik ilmu kimia dan model mental. Dari hasil kepustakaan mengenai karakteristik ilmu kimia kemudian menentukan topik kimia yang akan diteliti. Selanjutnya dilakukan analisis SK-KD pada standar isi kurikulum Hal ini dilakukan untuk menentukan kedalaman dan keluasan materi yang akan digunakan dalam penelitian. Analisis konsep-konsep inti juga dilakukan berdasarkan beberapa pustaka textbook kimia untuk menentukan ketepatan konsep. Berdasarkan hasil analisis standar isi dan konsep inti kemudian disusun indikator untuk instrumen penelitian. Berbekal pengetahuan mengenai karakteristik imu kimia, model mental, serta indikator butir soal yang telah disusun, selanjutnya dikembangkan instrumen penelitian berupa pedoman wawancara dengan TDM-IAE dan video mengenai percobaan titrasi asam basa. Instrumen tersebut kemudian divalidasi oleh lima orang dosen kimia. Jika instrumen tidak valid, maka instrumen tersebut dilakukan revisi. Jika instrumen tersebut sudah valid, maka dapat dilakukan uji coba instrumen kepada beberapa orang siswa. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui respon siswa terhadap pertanyaan-pertanyaan yang ada dalam pedoman wawancara sehingga saat penelitian dilakukan peneliti memiliki gambaran dari kemungkinan-kemungkinan jawaban siswa. 2. Tahap Pelaksanaan Pada tahap pelaksanaan dilakukan pengambilan data mengenai model mental siswa pada konsep titrasi asam basa dengan TDM-IAE. Pengambilan data dilakukan di salah satu SMA Negeri di kota Bandung. Jumlah siswa yang diteliti sebanyak enam orang yang terdiri dari tiga kelompok kemampuan berbeda, yaitu dua orang siswa kemampuan tinggi, dua orang siswa kemampuan sedang, dan dua orang siswa kemampuan rendah. Penentuan siswa kemampuan tinggi, rendah, dan sedang berdasarkan penilaian guru kelas XI selama satu semester di sekolah tersebut. Tahap wawancara dilakukan secara perorangan Siswa lain tidak

3 33 diperbolehkan berada dalam satu ruangan dengan siswa yang diwawancarai dan mendengarkan percakapan saat wawancara. Pada saat pengambilan data, sebelum wawancara dimulai, kondisi siswa dibuat senyaman mungkin sehingga diharapkan mampu menjawab pertanyaan dengan optimal. Proses wawancara dimulai dengan mengamati terlebih dahulu video mengenai titrasi asam basa. Selanjutnya siswa diberikan pertanyaan umum yang ada pada pedoman wawancara. Jika jawaban siswa belum optimal maka diajukan beberapa pertanyaan probing untuk menggali jawaban siswa. Setelah dilakukan pengambilan data, peneliti mentranskripsi jawaban siswa ke dalam bentuk tulisan untuk mempermudah analisis. 3. Tahap Akhir Pada tahap akhir, jawaban siswa yang diperoleh dari hasil wawancara yang telah ditranskripsikan ke dalam bentuk tulisan dan dilakukan interpretasi tanpa merubah makna jawaban siswa. Hasil interpretasi tersebut kemudian dibuat suatu pola jawaban siswa yang menunjukkan profil model mentalnya. Selanjutnya, profil model mental siswa dianalisis untuk menemukan miskonsepsi, troublesome knowledge, dan threshold concept yang dialami siswa pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat. Prosedur penelitian yang dilakukan tergambar pada alur penelitian yang disajikan pada Gambar 3.1.

4 34 Studi literatur tentang karakteristik ilmu kimia dan model mental Menentukan pokok bahasan, analisis konten serta analisis SK dan KD dalam standar isi Kurikulum 2006 Perumusan indikator soal Perumusan Instrumen TDM-IAE Validasi indikator soal & instrumen TDM-IAE Valid Tidak Revisi Tahap Persiapan Ya Uji coba Revisi Pengambilan data Kemampuan tinggi Kemampuan sedang Kemampuan rendah Siswa 1 Siswa 2 Siswa 3 Siswa 4 Siswa 5 Siswa 6 Tahap Pelaksanaan Tahap Akhir Transkripsi hasil wawancara Interpretasi jawaban siswa Profil model mental siswa pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat berdasarkan TDM-IAE Analisis profil model mental Miskonsepsi Troublesome knowledge Threshold concept Gambar 3.1 Alur Penelitian

5 35 D. Definisi Operasional 1. Profil model mental adalah ikhtisar yang memberikan fakta-fakta tentang representasi intrinsik mengenai kemampuan siswa dalam menggunakan dan mempertautkan ketiga level representasi kimia untuk menggambarkan dan menjelaskan suatu fenomena kimia. 2. TDM-IAE adalah salah satu jenis tes diagnostik model mental yang digunakan untuk menggali kemampuan siswa dalam menggunakan dan mempertautkan ketiga level representasi kimia untuk menggambarkan dan menjelaskan suatu fenomena kimia melalui wawancara dengan menyajikan masalah atau fenomena. E. Instrumen Penelitian Instrumen penelitian yang digunakan adalah serangkaian pedoman wawancara berdasarkan TDM-IAE yang berisi 8 pertanyaan umum. Setiap pertanyaan umum memiliki beberapa pertanyaan probing. Pertanyaan probing digunakan untuk menggali jawaban siswa jika siswa menjawab pertanyaan umum kurang optimal. Selain pertanyaan umum dan pertanyaan probing, jawaban yang mungkin dari setiap butir pertanyaan juga tersedia dalam pedoman wawancara. Pedoman wawancara untuk mengetahui profil model mental siswa pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat berdasarkan TDM- IAE secara lengkap dapat dilihat pada lampiran C. F. Proses Pengembangan Instrumen Pengembangan instrumen yang dilakukan pada penelitian ini terdiri dari empat tahap, yaitu analisis standar isi berdasarkan kurikulum 2006, analisis konsep titrasi asam lemah oleh basa kuat dari beberapa buku teks general chemistry, perumusan indikator butir soal, dan pengembangan instrumen wawancara berdasarkan TDM-IAE. TDM-IAE yang dikembangkan berfokus pada fenomena yang diamati dari video proses titrasi asam lemah oleh basa kuat. Instrumen pedoman wawancara berdasarkan TDM-IAE dan video proses titrasi asam lemah oleh basa kuat divalidasi oleh validator ahli, yaitu lima

6 36 orang dosen kimia. Instrumen yang telah divalidasi kemudian diuji cobakan terhadap beberapa orang siswa. Validasi instrumen terdiri dari beberapa tahap, yaitu validasi kesesuaian indikator butir soal terhadap Kompetensi Dasar (KD) berdasarkan kurikulum 2006 materi titrasi asam basa, validasi kesesuaian butir soal terhadap indikator butir soal, dan validasi kesesuaian butir soal dengan jawaban. Adapun secara lebih rinci, hasil validasi instrumen adalah sebagai berikut. 1. Hasil Validasi Kesesuaian Indikator Butir Soal terhadap Kompetensi Dasar (KD) berdasarkan Kurikulum 2006 Indikator butir soal ditentukan dari penurunan Kompetensi Dasar (KD) berdasarkan kurikulum 2006 yang terkait dengan materi titrasi asam basa. Berdasarkan hasil analisis Kompetensi Dasar (KD) tersebut, dikembangkan 8 indikator butir soal. Dari hasil validasi, indikator butir soal 3, kalimat Menghitung ph larutan awal sebelum titrasi asam basa diganti menjadi Menjelaskan larutan titrat sebelum ditambahkan titran berdasarkan ph larutan. Pada indikator butir soal 4, kalimat Menghitung ph larutan sebelum titik ekivalen saat larutan penyangga diganti menjadi Menjelaskan terbentuknya larutan penyangga pada saat titrasi asam basa berdasarkan ph larutan. Pada indikator butir soal 5, kalimat Menghitung ph larutan pada titik ekivalen saat terjadi hidrolisis diganti menjadi Menjelaskan terjadinya proses hidrolisis pada saat titrasi asam basa berdasarkan ph larutan. Pada indikator butir soal 6, kalimat Menghitung ph larutan setelah titik ekivalen diganti menjadi Menjelaskan larutan titrat setelah tercapai titik ekivalen berdasarkan ph larutan. Pada indikator butir soal 7, kata menggambarkan dan menganalisis pada kalimat Menggambarkan dan menganalisis kurva titrasi asam lemah dan basa kuat untuk menjelaskan larutan penyangga dan hidrolisis. dibagi menjadi 2 indikator butir soal yang berbeda, yaitu Menggambarkan kurva titrasi asam basa dan Menganalisis kurva titrasi asam lemah dan basa kuat untuk menjelaskan larutan penyangga dan hidrolisis.

7 37 2. Hasil Validasi Kesesuaian Butir Soal terhadap Indikator Butir Soal Butir soal terdiri dari pertanyaan umum dan pertanyaan probing. Berdasarkan analisis hasil validasi butir soal, diputuskan bahwa pertanyaan probing dibagi menjadi dua tahap, yaitu pertanyaan probing umum dan pertanyaan probing khusus agar wawancara yang dilakukan lebih mendalam dan terarah. Dari hasil validasi butir soal, terdapat beberapa perbaikan. Pada pertanyaan probing untuk pertanyaan umum 2 tentang penentuan konsentrasi larutan CH 3 COOH dalam cuka yang dititrasi oleh larutan NaOH harus ditambah pertanyaan probing khusus, seperti jumlah mol NaOH dan CH 3 COOH dalam larutan berdasarkan persamaan reaksi. Pada pertanyaan probing untuk pertanyaan umum 3, 4, 5, dan 6 tentang perhitungan ph larutan harus ditambah pertanyaan probing khusus untuk menuntun siswa menurunkan rumus perhitungan ph larutan asam lemah, larutan penyangga, hidrolisis garam, dan basa kuat. Pada pertanyaan umum 7 harus ditambah pertanyaan probing umum tentang tabel, sumbu tegak dan sumbu datar pada kurva titrasi asam basa. 3. Hasil Validasi Kesesuaian Jawaban terhadap Pertanyaan dalam Pedoman Wawancara Secara umum, jawaban pertanyaan sudah sesuai dengan pertanyaan yang dikembangkan dalam pedoman wawancara. Namun, ada beberapa jawaban yang harus diperbaiki agar sesuai dengan tujuan dari pertanyaan yang dikembangkan dalam TDM-IAE pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat. Jawaban pertanyaan yang direvisi antara lain, jawaban pada pertanyaan menghitung ph larutan asam lemah, ph saat terbentuk larutan penyangga, dan ph saat terjadi proses hidrolisis harus diuraikan penurunan rumusnya, sehingga jawaban pertanyaan tidak menuntut siswa menghafal konsep kimia yang berkaitan dengan level simbolik, khususnya rumus perhitungan ph tanpa mengetahui makna setiap rumusan yang ada dan mengkaitkannya dengan level submikroskopik.

8 38 4. Hasil Uji Coba Instrumen Pedoman Wawancara Instrumen hasil validasi yang telah direvisi kemudian diuji cobakan terhadap beberapa orang siswa. Uji coba dilakukan untuk mengetahui apakah butir-butir soal pada pedoman wawancara mudah dipahami oleh siswa atau tidak. Berdasarkan hasil uji coba, ada beberapa perbaikan terhadap instrumen pedoman wawancara yang digunakan. Pada pedoman wawancara, dilakukan perbaikan pada pertanyaan umum 4 yang berbunyi Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH 3 COOH dititrasi oleh larutan NaOH sebelum titik ekivalen tercapai berdasarkan ph larutan? menjadi Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH 3 COOH dititrasi oleh 10 ml larutan NaOH berdasarkan ph larutannya?. Selain itu, pada pertanyaan umum 5 yang berbunyi Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH 3 COOH dititrasi oleh larutan NaOH mencapai titik ekivalen berdasarkan ph larutan? dilakukan perbaikan menjadi Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH 3 COOH dititrasi oleh 20 ml larutan NaOH berdasarkan ph larutannya?. Pada petanyaan umum 6 yang berbunyi Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH 3 COOH dititrasi oleh larutan NaOH melewati titik ekivalen berdasarkan ph larutan? dilakukan perbaikan menjadi Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH 3 COOH dititrasi oleh 30 ml larutan NaOH berdasarkan ph larutannya?. Perbaikan ini dilakukan karena pertanyaan tersebut tidak dipahami oleh siswa. G. Teknik Pengumpulan Data Pengumpulan data dari hasil wawancara dilakukan terhadap enam orang siswa yang terdiri dari dua orang siswa dengan kemampuan tinggi, dua orang siswa dengan kemampuan sedang, dan dua orang siswa dengan kemampuan rendah. Pemilihan keenam siswa dengan kemampuan berbeda, yaitu tinggi, sedang, dan rendah agar dapat mewakili kemampuan siswa lainnya. Siswasiswa tersebut dipilih berdasarkan hasil diskusi dengan guru mata pelajaran kimia kelas XII IPA pada sekolah tersebut. Pengelompokkan kemampuan

9 39 siswa dilakukan berdasarkan prestasi yang diraih siswa pada mata pelajaran kimia. Sebelum dilakukan wawancara, peneliti melakukan pendekatan kepada siswa dengan memberikan beberapa pertanyaan, seperti menanyakan kabar, pengalaman belajar kimia, dan pertanyaan lain agar siswa merasa nyaman dan tidak tegang. Jika dirasa siswa sudah merasa nyaman dan tidak tegang, siswa disajikan tayangan video proses titrasi asam lemah oleh basa kuat dan kemudian diberikan soal pada kertas yang telah dipersiapkan sebelumnya tentang penentuan konsentrasi CH 3 COOH dan kurva titrasi asam basa. Setelah itu, wawancara dimulai dengan memberikan pertanyaan umum yang terdapat dalam pedoman wawancara. Jika jawaban siswa kurang optimal maka diajukan pertanyaan probing umum dan probing khusus berdasarkan jawaban yang dikemukakan siswa. Setiap proses wawancara direkam dengan rekaman suara untuk memudahkan proses analisis data. Selain itu, untuk setiap siswa disediakan alat tulis berupa pensil, ballpoint dan kertas serta alat hitung untuk memudahkan siswa menjelaskan, menghitung, dan menuliskan jawabannya. H. Analisis Data Analisis data yang dilakukan pada penelitian ini terdiri dari empat tahap. Pada tahap pertama, jawaban siswa mengenai penjelasan dari pertanyaan yang diajukan selama proses wawancara dalam bentuk rekaman suara dan tulisantulisan siswa ditranskripsikan ke dalam bentuk tulisan. Pada tahap kedua, transkripsi jawaban siswa kemudian diinterpretasikan dengan melakukan penghalusan kata dan menyederhanakannya tanpa mengurangi makna dari jawaban siswa. Pada tahap ketiga, hasil transkripsi jawaban siswa dituangkan ke dalam pola jawaban yang menggambarkan model mentalnya. Pada tahap terakhir, analisis profil model mental siswa dilakukan untuk menemukan miskonsepsi, troublesome knowledge, dan threshold concept yang dialami oleh siswa pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat. Pada pola jawaban siswa terdapat konsep dari setiap pertanyaan umum dan pertanyaan probing yang diajukan. Adapun konsep pada pola jawaban siswa adalah sebagai berikut.

10 40 1. Konsep prinsip titrasi asam basa berdasarkan reaksi netralisasi. Konsep ini menunjukkan penjelasan siswa pada level makroskopik dan submikroskopik melalui pengamatan dari video proses titrasi asam lemah oleh basa kuat dan submikroskopik. Konsep ini merupakan konsep dari pertanyaan umum 1. Jawaban benar untuk konsep ini adalah Prinsip titrasi asam basa adalah reaksi netralisasi. Reaksi netralisasi adalah reaksi antara asam dan basa dimana ion H + dari asam akan bereaksi dengan ion OH - dari basa membentuk molekul H 2 O Persamaan reaksi netralisasi asam basa adalah sebagai berikut. H + (aq) + OH - (aq) H 2 O(l) Reaksi netralisasi ini dapat digunakan untuk menentukan kadar suatu asam dengan menggunakan larutan basa yang telah diketahui kadarnya (larutan standar) atau sebaliknya. Berdasarkan video yang telah ditayangkan, larutan yang akan ditentukan konsentrasinya adalah larutan CH 3 COOH, sedangkan larutan yang telah diketahui konsentrasinya adalah larutan NaOH. Larutan yang telah diketahui kadarnya ditambahkan setetes demi setetes ke dalam larutan yang akan ditentukan kadarnya sampai titik ekivalen tercapai yang biasanya ditandai dengan berubahnya warna indikator. Indikator digunakan untuk menunjukkan sifat asam/basa dari suatu larutan melalui perubahan warna yang khas. Titik ekivalen adalah titik ketika semua mol ion H + tepat bereaksi dengan jumlah ekivalen mol ion OH - yang ditambahkan. Titik akhir titrasi adalah titik ketika terjadinya perubahan warna indikator, untuk indikator fenolftalein perubahan dari larutan tidak berwarna menjadi larutan berwarna merah muda. Jika siswa belum menjawab secara optimal maka diberikan pertanyaan probing dengan konsep reaksi netralisasi asam basa, larutan titrat dan titran, indikator, titik ekivalen, dan titik akhir titrasi. 2. Konsep penentuan konsentrasi asam asetat dalam cuka berdasarkan proses titrasi asam basa Konsep ini menunjukkan penjelasan siswa pada level simbolik. Konsep ini merupakan konsep dari pertanyaan umum 2. Jawaban benar untuk konsep ini adalah sebagai berikut.

11 41 Persamaan reaksi CH 3 COOH(aq) + NaOH(aq) CH 3 COONa(aq) + H 2 O(l) Data yang diketahui : M NaOH = 0,1 M n NaOH = M NaOH V NaOH V NaOH saat titik akhir titrasi = 20 ml V CH 3 COOH = 20 ml = 0,1 M 20 ml = 2 mmol n CH 3 COOH = koefisien CH 3COOH koefisien NaOH = 1 1 M CH 3 COOH = n CH 3COOH V CH 3 COOH 2 mmol = 2 mmol = 2 mmol 20 ml = 0,1 M mol NaOH Jika siswa belum menjawab secara optimal maka diberikan pertanyaan probing dengan konsep data-data yang diketahui, persamaan reaksi, perhitungan kimia, dan konsentrasi asam asetat. 3. Konsep menjelaskan larutan titrat sebelum ditambah titran berdasarkan ph larutan Konsep ini menunjukkan penjelasan siswa pada level submikroskopik dan simbolik. Konsep ini merupakan konsep dari pertanyaan umum 3. Jawaban benar untuk konsep ini adalah sebagai berikut. Sebelum larutan NaOH ditambahkan, komponen dalam larutan hanya terdapat CH 3 COOH. Persamaan reaksi ionisasi CH 3 COOH : CH 3 COOH(aq) H + (aq) + CH 3 COO - (aq) Pada tahap awal titrasi sebelum NaOH ditambahkan, spesi utama dalam larutan adalah CH 3 COOH, CH 3 COO -, H + dan H 2 O. Asam lemah CH 3 COOH hanya terionisasi sebagian menjadi ion-ionnya di dalam larutan. Reaksi ionisasinya merupakan reaksi kesetimbangan, sehingga untuk asam lemah CH 3 COOH, konsentrasi H + dalam larutan bergantung pada nilai tetapan kesetimbangan ionisasi asamnya (K a ).

12 42 Perhitungan ph larutan CH 3 COOH 0,1 M K a = [CH 3COO ][H + ] [CH 3 COOH] Karena [H + ] = [CH 3 COO - ], maka K a = [H + ] 2 [CH 3 COOH] [H + ] 2 = K a [CH 3 COOH] [H + ] = K a [CH 3 COOH] = 1, M = 1, = 1, ph = - log [H + ] = - log (1,34 x 10-3 ) = 3 log 1,34 = 2,87 Jika siswa belum menjawab secara optimal maka diberikan pertanyaan probing dengan konsep reaksi ionisasi asam lemah, spesi-spesi dalam larutan, konsentrasi H + /nilai ph. 4. Konsep menjelaskan terbentuknya larutan penyangga pada saat titrasi asam basa berdasarkan ph larutan Konsep ini menunjukkan penjelasan siswa pada level submikroskopik dan simbolik. Konsep ini merupakan konsep pada pertanyaan umum 4. Jawaban benar untuk konsep ini adalah sebagai berikut. Ketika larutan CH 3 COOH dititrasi oleh 10 ml larutan NaOH, belum terjadi perubahan warna larutan. Spesi dalam larutan CH 3 COOH adalah CH 3 COOH, CH 3 COO -, dan H +. Spesi dalam larutan NaOH adalah Na + dan OH -. Ketika larutan CH 3 COOH dan NaOH dicampurkan, akan terjadi interaksi antara ion H + dengan ion OH - menghasilkan molekul H 2 O. Sedangkan ion Na + dan ion CH 3 COO - tetap berada dalam ion-ionnya. Jumlah mol pereaksi dan produk pada saat awal, bereaksi, dan akhir setelah penambahan 10 ml larutan NaOH. M CH 3 COOH = 0,1 M V CH 3 COOH = 20 ml n CH 3 COOH = M CH 3 COOH V CH 3 COOH = 0,1 M 20 ml = 2 mmol

13 43 M NaOH = 0,1 M V NaOH = 10 ml n NaOH = M NaOH V NaOH = 0,1 M 10 ml = 1 mmol CH 3 COOH(aq) + NaOH(aq) CH 3 COONa(aq) + H 2 O(l) Awal 2 mmol 1 mmol Bereaksi 1 mmol 1 mmol 1 mmol 1 mmol Akhir 1 mmol - 1 mmol 1 mmol Spesi utama yang terdapat dalam larutan setelah bereaksi adalah molekul CH 3 COOH, ion CH 3 COO -, ion Na +, dan molekul H 2 O. Adanya molekul CH 3 COOH dan ion CH 3 COO - dalam larutan akan menyebabkan larutan bersifat penyangga. M CH 3 COONa = n CH 3COONa V campuran = 1 mmol 30 ml dan M CH 3 COOH = n CH 3COOH V campuran = 1 mmol 30 ml = 0,03 M = 0,03 M Persamaan reaksi ionisasi CH 3 COONa dan CH 3 COOH CH 3 COONa(aq) Na + (aq) + CH 3 COO - (aq) 0,03 M 0,03 M 0,03 M CH 3 COOH(aq) H + (aq) + CH 3 COO - (aq) 0,03 M x M x M [CH 3 COO - ] berasal dari garam dan asam, tetapi karena yang berasal dari asam sangat kecil maka [CH 3 COO - ] dianggap seluruhnya berasal dari garam [CH 3 COONa]. K a = [CH 3COO ][H + ] [CH 3 COOH] [H + ] = K a [CH 3COOH] [CH 3 COO ] = 1,8 x 10-5 = 1,8 x 10-5 ph = - log [H + ] (0,03 M) (0,03 M) = - log (1,8 x 10-5 ) = 5 log 1,8 = 4,74

14 44 Jika siswa belum menjawab secara optimal maka diberikan pertanyaan probing dengan konsep spesi dalam larutan, interaksi antar spesi dan konsentrasi [H + ]/nilai ph. 5. Konsep menjelaskan terjadinya proses hidrolisis pada saat titrasi asam basa berdasarkan ph larutan Konsep ini menunjukkan penjelasan siswa pada level submikroskopik dan simbolik. Konsep ini merupakan konsep pada pertanyaan umum 5. Jawaban benar untuk konsep ini adalah sebagai berikut. Ketika larutan CH 3 COOH dititrasi oleh 20 ml larutan NaOH terjadi perubahan dari larutan tidak berwarna menjadi larutan berwarna merah muda, artinya telah tercapai titik ekivalen. Pada titik ekivalen, semua H + dari CH 3 COOH sudah bereaksi dengan OH - dari NaOH membentuk molekul air. Jumlah mol pereaksi dan produk pada saat awal, bereaksi, dan akhir setelah penambahan 20 ml larutan NaOH. M CH 3 COOH = 0,1 M V CH 3 COOH = 20 ml n CH 3 COOH = M CH 3 COOH V CH 3 COOH = 0,1 M 20 ml = 2 mmol M NaOH = 0,1 M V NaOH = 20 ml n NaOH = M NaOH V NaOH = 0,1 M 20 ml = 2 mmol CH 3 COOH(aq) + NaOH(aq) CH 3 COONa(aq) + H 2 O(l) Awal 2 mmol 2 mmol Bereaksi 2 mmol 2 mmol 2 mmol 2 mmol Akhir mmol 2 mmol Spesi utama yang terdapat dalam larutan setelah bereaksi adalah ion Na +, ion CH 3 COO -, dan molekul H 2 O. Ion CH 3 COO - merupakan suatu basa konjugat dari CH 3 COOH dan memiliki afinitas kuat terhadap proton, sedangkan sumber utama proton dalam larutan adalah air, maka basa

15 45 konjugat akan bereaksi dengan air (terhidrolisis) menghasilkan CH 3 COOH dan OH - sehingga nilai ph pada titik ekivalen lebih besar dari 7. Persamaan reaksi ionisasi CH 3 COONa dan hidrolisis CH 3 COO - CH 3 COONa(aq) Na + (aq) + CH 3 COO - (aq) CH 3 COO - (aq)+h 2 O(l) CH 3 COOH(aq)+OH - (aq) K h = [CH 3COOH][OH ] [CH 3 COO ] K h = [OH ] 2 [CH 3 COO ] [OH - ] 2 = K h x[ch 3 COO ] [OH - ] = K h x [CH 3 COO ] Penentuan nilai tetapan hidrolisis (K h ) K h = [CH 3COOH][OH ] [CH 3 COO ] [H+ ] [H + ] = [CH 3 COOH] [CH 3 COO ][H + ] [OH- ][H + ] = 1 K a K w = K w K a = , Perhitungan ph larutan saat terjadi proses hidrolisis [CH 3 COO - ] = n CH 3COONa V campuran = 2 mmol 40 ml = M [OH - ] = K h x [CH 3 COO ] = 5, M = 27,5 x = 5,24 x 10-6 poh = -log [OH - ] ph = -log (5,24 x 10-6 ) = 6-log 5,24 = 5,28 = 14 poh = 14 5,28 = 8,72 K h = 5, Jika siswa belum menjawab secara optimal maka diberikan pertanyaan probing dengan konsep spesi dalam larutan, interaksi antar spesi dan konsentrasi [H + ]/nilai ph.

16 46 6. Konsep menjelaskan larutan titrat setelah tercapai titik ekivalen berdasarkan ph larutan Konsep ini menunjukkan penjelasan siswa pada level submikroskopik dan simbolik. Konsep ini merupakan konsep pada pertanyaan umum 6. Jawaban benar untuk konsep ini adalah sebagai berikut. Ketika larutan CH 3 COOH dititrasi oleh 30 ml larutan NaOH, terjadi perubahan dari larutan berwarna merah muda (pada saat titik akhir titrasi) menjadi larutan berwarna merah muda lebih pekat. Jumlah mol pereaksi dan produk pada saat awal, bereaksi, dan akhir setelah penambahan 30 ml larutan NaOH. M CH 3 COOH = 0,1 M V CH 3 COOH = 20 ml n CH 3 COOH = M CH 3 COOH V CH 3 COOH M NaOH = 0,1 M V NaOH = 30 ml = 0,1 M 20 ml = 2 mmol n NaOH = M NaOH V NaOH = 0,1 M 30 ml = 3 mmol CH 3 COOH(aq) + NaOH(aq) CH 3 COONa(aq) + H 2 O(l) Awal 2 mmol 3 mmol Bereaksi 2 mmol 2 mmol 2 mmol 2 mmol Akhir - 1 mmol 2 mmol 2 mmol Spesi utama yang terdapat dalam larutan setelah bereaksi adalah ion CH 3 COO -, ion Na +, ion OH - dan molekul H 2 O. Perhitungan nilai ph ditentukan oleh konsentrasi OH - yang berasal dari kelebihan NaOH dalam larutan setelah bereaksi. [NaOH] = n NaOH setelah bereaksi V campuran = 1 mmol 50 ml = 0,02 M Persamaan reaksi ionisasi NaOH NaOH(aq) Na + (aq) + OH - (aq) 0,02 M 0,02 M 0,02 M

17 47 [OH - ] = 0,02 M = poh = - log [OH - ] ph = - log ( ) = 2 log 2 = 1,7 = 14 poh = 14 1,7 = 12,3 Jika siswa belum menjawab secara optimal maka diberikan pertanyaan probing dengan konsep spesi dalam larutan, interaksi antar spesi dan konsentrasi [H + ]/nilai ph. 7. Konsep menggambarkan kurva titrasi asam basa Konsep ini menunjukkan penjelasan siswa pada level simbolik. Konsep ini merupakan konsep pada pertanyaan umum 7. Jawaban benar untuk konsep ini adalah sebagai berikut. Kurva Titrasi Asam Lemah oleh Basa Kuat ph Volume NaOH yang ditambahkan (ml) Jika siswa belum menjawab secara optimal maka diberikan pertanyaan probing dengan konsep tabel, sumbu datar dan sumbu tegak pada kurva titrasi asam basa. 8. Konsep menganalisis kurva titrasi asam lemah oleh basa kuat untuk menjelaskan larutan penyangga dan hidrolisis Konsep ini menunjukkan penjelasan siswa pada level simbolik. Konsep ini merupakan konsep pada pertanyaan umum 8. Jawaban benar untuk konsep ini adalah sebagai berikut.

18 48 ph Kurva Titrasi Asam Lemah oleh Basa Kuat Titik ekivalen 4, ,3 Daerah larutan penyangga 2.87 ph awal larutan Volume NaOH yang ditambahkan (ml) Pada tahap awal titrasi sebelum NaOH ditambahkan, spesi utama dalam larutan adalah CH 3 COOH, CH 3 COO -, H + dan H 2 O. Asam lemah CH 3 COOH hanya terionisasi sebagian menjadi ion-ionnya di dalam larutan. Reaksi ionisasinya merupakan reaksi kesetimbangan, sehingga untuk asam lemah CH 3 COO, konsentrasi H + dalam larutan bergantung pada nilai tetapan kesetimbangan ionisasi asamnya (K a ). Sebelum titik ekivalen, ketika NaOH ditambahkan ke dalam larutan CH 3 COOH, reaksi yang terjadi akan menghasilkan CH 3 COO -. Spesi yang ada pada tahap ini adalah CH 3 COO -, CH 3 COOH, Na + dan H 2 O. Adanya CH 3 COO - dan CH 3 COOH dalam larutan akan menyebabkan larutan bersifat penyangga sehingga pada tahap ini perubahan nilai ph terjadi relatif sangat kecil. Pada titik ekivalen, semua CH 3 COOH telah habis bereaksi dengan NaOH. Spesi utama dalam larutan adalah Na +, CH 3 COO -, dan H 2 O. Spesi CH 3 COO - merupakan suatu basa konjugat dari CH 3 COOH dan memiliki afinitas kuat terhadap proton, sedangkan sumber utama proton dalam larutan adalah air, maka basa konjugat akan bereaksi dengan air (terhidrolisis) menghasilkan CH 3 COOH dan OH - sehingga nilai ph pada titik ekivalen lebih besar dari 7. Setelah titik ekivalen, penambahan NaOH lebih lanjut akan menyebabkan larutan menjadi semakin basa dan spesi utama dalam larutan adalah Na +, CH 3 COO -, OH - dan H 2 O. Perhitungan nilai ph ditentukan

19 49 oleh konsentrasi OH - yang berasal dari kelebihan NaOH dalam larutan setelah bereaksi. Jika siswa belum menjawab secara optimal maka diberikan pertanyaan probing dengan konsep ph larutan awal, daerah larutan penyangga, titik ekivalen saat terjadinya hidrolisis, ph larutan setelah titik ekivalen. Berdasarkan gambar 3.2 dapat terlihat bahwa setiap pertanyaan umum dan pertanyaan probing dibuat suatu pola jawaban siswa. Konsep untuk pertanyaan umum dibuat dalam suatu persegi. Sedangkan konsep untuk pertanyaan probing dibuat dalam bulatan elips. Setiap konsep dari pertanyaan umum dihubungkan oleh tanda panah hitam dengan cetakan tebal yang menunjukkan alur jawaban siswa. Setiap konsep untuk pertanyaan probing dihubungkan oleh tanda panah dengan cetakan tipis. Jawaban siswa yang diperoleh dari hasil wawancara kemudian disesuaikan dengan pola profil model mental yang telah dibuat. Pada tahap pengolahan data, pertanyaan utama yang dijawab benar digambarkan dengan persegi tidak berwarna dengan garis putus-putus berwarna hijau, pertanyaan utama yang dijawab benar sebagian digambarkan dengan persegi tidak berwarna dengan garis putus-putus berwarna jingga, pertanyaan utama yang dijawab salah digambarkan dengan persegi tidak berwarna dengan garis putus-putus berwarna merah. Untuk pertanyaan umum yang dijawab benar digambarkan dengan persegi berwarna hijau, pertanyaan umum yang dijawab benar sebagian digambarkan dengan persegi berwarna jingga, pertanyaan umum yang dijawab salah digambarkan dengan persegi berwarna merah. Untuk pertanyaan probing umum yang dijawab benar tanpa pertanyaan probing khusus digambarkan dengan bulatan elips berwarna hijau, pertanyaan probing umum yang dijawab benar dengan pertanyaan probing khusus digambarkan dengan bulatan elips berwarna ungu, pertanyaan probing yang dijawab benar sebagian digambarkan dengan bulatan elips berwarna jingga, pertanyaan probing yang dijawab salah digambarkan dengan bulatan elips berwarna merah, pertanyaan probing yang tidak dilalui digambarkan dengan bulatan elips berwarna biru, dan pertanyaan probing yang tidak dijawab digambarkan dengan bulatan elips tidak berwarna.

20 Larutan titrat dan titran Reaksi netralisasi asam basa Titik ekivalen Mendeskripsikan prinsip titrasi asam basa Seorang siswa melakukan percobaan titrasi asam basa di laboratorium untuk menentukan kadar asam asetat (CH 3 COOH) dalam cuka. Percobaan yang dilakukan seperti pada video berikut. Berdasarkan video yang telah ditayangkan: a. Tentukanlah kadar asam asetat dalam cuka tersebut. b. Gambarkan kurva titrasi berdasarkan Menunjukkan ph larutan setelah titik ekivalen Menunjukkan titik ekivalen saat terjadinya hidrolisis Indikator Menganalisis kurva titrasi asam basa Menunjukkan ph larutan Menunjukkan daerah larutan Titik akhir titrasi Menggambar kurva titrasi asam basa Hubungan volume dengan ph larutan Persamaan reaksi V titrat, V titran dan M titran Perhitungan kimia Menentukan konsentrasi asam asetat dalam cuka Konsentrasi titrat PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA MATERI TITRASI ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN STRATEGI EVALUASI MODEL Sumbu datar pada kuva titrasi asam basa Sumbu tegak pada kuva titrasi asam basa Menjelaskan larutan titrat setelah tercapai titik ekivalen berdasarkan ph larutan Konsentrasi H + /nilai ph Spesi dalam larutan Interaksi antar spesi Gambar 3.2. Profil Model Mental Siswa pada Materi Titrasi Asam Lemah oleh Basa Kuat Reaksi ionisasi asam lemah 31 Spesi dalam larutan Menjelaskan larutan titrat sebelum ditambah titran berdasarkan ph larutan Menjelaskan terbentuk larutan penyangga pada saat titrasi asam basa berdasarkan ph larutan Menjelaskan terjadinya proses hidrolisis pada saat titrasi asam basa berdasarkan ph larutan Keterangan : Konsentrasi H + /nilai ph Spesi dalam larutan Spesi dalam larutan Interaksi antar spesi Konsentrasi H + /nilai ph Interaksi antar spesi Konsentrasi H + /nilai ph Jawaban benar untuk pertanyaan utama/umum/probing Jawaban benar sebagian untuk pertanyaan utama/umum/probing Jawaban salah untuk pertanyaan utama/umum/probing Jawaban benar tanpa pertanyaan probing umum/khusus Jawaban benar dengan pertanyaan probing khusus Pertanyaan tidak dijawab