kelas11 kimia suwardi

of 226/226
Panduan Pembelajaran Kimia XI SMA & MA Suwardi Soebiyanto Th. Eka Widiasih Suwardi Soebiyanto Th. Eka Widiasih

Post on 27-Jun-2015

367 views

Category:

Education

5 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 1. Th. Eka WidiasihSoebiyantoSuwardiSuwardiSoebiyanto Panduan Pembelajaran Kimia XI SMA & MATh. Eka Widiasih

2. PANDUAN PEMBELAJARANKIMIA 11Untuk SMU & MA 3. Hak Cipta Pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi oleh Undang-UndangPanduan Pembelajaran Kimia XIUntuk SMA & MAPenulis:Suwardi, Soebiyanto, Th. Eka WidiasihEditor:Siti MukaromahSetting/Lay Out:El-IbrahimPerwajahan:Wahyudin Miftakhul AnwarIlustrator:Adi WahyonoSumber Sampul:Chemistry Seventh Edition 540.7 SUWSUWARDI p Panduan Pembelajaran Kimia : Untuk SMA & MA Kelas XI/ penulis, Suwardi, Soebiyanto, Th. Eka Widiasih ; editor, Siti Mukaromah ; ilustrator, Adi Wahyono. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009 vi, 218 hlm. : ilus. ; 25 cm. Bibliografi : hlm. 203-204 Indeks ISBN 978-979-068-717-2 (No. Jil. Lengkap) ISBN 978-979-068-719-6 1. Kimia-Studi dan Pengajaran I. Judul II. Soebiyanto III. Th. Eka Widiasih V. Siti Mukaromah VI. Adi WahyonoHak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasionaldari Penerbit : CV. Karya Mandiri NusantaraDiterbitkan oleh Pusat PerbukuanDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2009Diperbanyak oleh : ...ii 4. Kata Sambutan Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmatdan karunia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen PendidikanNasional, pada tahun 2009, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran inidari penulis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui si-tus internet (website) Jaringan Pendidikan Nasional. Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar NasionalPendidikan dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhisyarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melaluiPeraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 9 Tahun 2009 tanggal 12Februari 2009. Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepadapara penulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanyakepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas olehpara siswa dan guru di seluruh Indonesia. Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load),digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat.Namun, untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannyaharus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkanbahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswadan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada diluar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini. Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini.Kepada para siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah bukuini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perluditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kamiharapkan. Jakarta, Juni 2009 Kepala Pusat Perbukuan iii 5. Kata Pengantar Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa,atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusun dapatmenyelesaikan buku Panduan Pembelajaran Kimia XI untukSekolah Menengah Atas dan Madrasah Aliyah. Buku ini disusun menggunakan pendekatan pembelajarankontekstual (Contextual Teaching and Learning). Materi disajikanmenggunakan bahasa yang mudah dipahami, serta setiap kajiandilengkapi dengan arahan tugas yang dapat dilakukan siswa. Halini dimaksudkan agar siswa dapat membuat hubungan antarapengetahuan yang dimiliki dengan penerapannya dalam kehidupansehari-hari. Soal-soal latihan juga diberikan guna mengetahuisejauhmana siswa mencapai kompetensinya.Penyusun telah berupaya semaksimal mungkin untuk berkaryadengan harapan buku ini dapat digunakan sebagai pegangan gurudan siswa dalam proses pembelajarannya, khususnya untuk materikimia. Tidak lupa kami ucapkan terima kasih dan rasa penghargaanyang setinggi-tingginya kepada guru dan siswa yang menggunakanbuku ini. Kritik dan saran yang membangun akan sangat membantukami demi kesempurnaan buku ini.Jakarta, Mei 2007Penulisiv 6. Daftar IsiKatalog Dalam Terbitan (KDT) ..........................................iiKata Sambutan ................................................................. iiiKata Pengantar .................................................................ivDaftar Isi ..........................................................................vBab I Teori Atom Mekanika Kuantum danBentuk Molekul ................................................... 1A. Teori Atom Mekanika Kuantum ........................... 3B. Konfigurasi Elektron ............................................ 9C. Bentuk Molekul ....................................................16D. Gaya Antarmolekul .............................................. 23Bab IITermokimia .........................................................31A. Entalpi dan Perubahan Entalpi ............................ 33B. Penentuan Perubahan Entalpi............................. 39C. Energi Bahan Bakar dan Perubahan Entalpi ......48Bab III Laju Reaksi ..........................................................55A. Konsep Laju Reaksi ............................................. 57B. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi .. 60C. Persamaan Laju Reaksi .......................................69Bab IV Kesetimbangan Kimia .......................................... 81 A. Konsep Kesetimbangan ........................................ 83 B. Tetapan Kesetimbangan ....................................... 89 C. Kesetimbangan dalam Industri ............................ 100 v 7. Evaluasi Semester I ..........................................................107Bab V Larutan Asam dan Basa ....................................... 113A. Konsep Asam Basa ............................................... 115B. Sifat Asam dan Basa ............................................ 121C. Reaksi Asam dan Basa ......................................... 131Bab VI Kesetimbangan Ion dalam Larutan ...................... 139 A. Larutan Penyangga .............................................. 141 B. Hidrolosis Garam ................................................. 150 C. Pengendapan dan Hasil Kali Kelarutan ............... 157Bab VII Sistem Koloid ....................................................... 167A. Macam Sistem Koloid ...........................................169B. Sifat-sifat Koloid ................................................... 174C. Pembuatan Sistem Koloid .................................... 182Evaluasi Semester II .........................................................191Evaluasi Akhir .................................................................. 194Glosarium ......................................................................... 200Daftar Pustaka .................................................................. 203Indeks......................................................................... 205Lampiran .........................................................................207Kunci ......................................................................... 217vi 8. 9. 10. = = 11. Orbital d mulai terdapat di kulit ketiga (n = 3), sesuai hargal = 2. Ada lima jenis orbital d yang berbeda orientasinya sesuaidengan lima harga m, yaitu dxy , dyz , dxz , d 2 2 , dan d 2 x y z 12. 13. 14. 15. HH H H C H H ClCl Cl 16. + 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. Untuk reaksi yang melibatkan gas, seperti pada reaksipembakaran, kalorimeter yang biasa digunakan disebut kalorimeterbom. Pada kalorimeter bom, reaksi berlangsung dalam sebuah bom(wadah yang terbuat dari baja) yang dibenamkan di dalam air dalambejana kedap panas. Kalorimeter bom dirancang secara khusussehingga sistem berada dalam keadaan terisolasi. Oleh karenaitu, selama reaksi berlangsung dianggap tidak ada kalor yang hilang. Kalorimeter sederhana dapat dibuat dari dua gelas gabus(Styrofoam) atau plastik, yang dilengkapi dengan termometer danpengaduk. Gabus dan plastik bersifat isolator (tidak menyerap kalor)sehingga selama reaksi berlangsung dianggap tidak ada kalor yanghilang.Contoh Soal 2.1 Sebanyak 2 g naftalena (C10H8), zat yang berbau tajam dan biasa digunakan untuk mengusir ngengat, dibakar dalam kalorimeter bom. Dari hasil pengamatan, suhu air dalam kalorimeter naik sebesar 5C. Jika kapasitas kalor kalorimeter adalah 10,17 kJ/C, tentukanlah perubahan entalpi pada reaksi tersebut! Penyelesaian: Diketahui: Massa naftalena (m) = 2 g Massa molar naftalena (Mr) = 128 g/mol 2 Mol naftalena =mol 8 Kapasitas kalor kalorimeter (C) = 10,17 kJ/K Perubahan suhu (T ) = 5C Jawab: Reaksi pembakaran naftalena merupakan reaksi eksoterm yang ditunjukkan dengan adanya kenaikan suhu. Untuk menentukan perubahan entalpi pada pembakaran naftalena, dihitung dulu kalor yang diserap oleh kalorimeter menggunakan rumus Q = C TQ sistem = Qreaksi + Qkalorimeter = 0 Q reaksi = Qkalorimeter Q kalorimeter = C T = 10,17 kJ/K 5 K = 50,85 kJ Q reaksi = 50,85 kJ40Panduan Pembelajaran Kimia XI SMA/MA 25. = ( )= ( )= 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 0,24 k [0,2]m [0,1]n =0,12 k [0,1]m [0,1]n 43. == 44. =====[ ]= 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. ), ) 54. 55. 56. =[ ][ ]()[ ] = = ==( )( )[ ] = = 57. 58. 59. 60. 61. 62. 1_22_32_3 63. 64. 65. 66. ==== 67. 68. Bab V Larutan Asam danBasaSumber gambar: General Chemistry Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti pembahasan dalam bab ini, kalian dapat mendeskripsikan teori-teori asam basa dengan menghitung pH larutan, banyaknya reaksi dan hasil reaksi pada titrasi asam basa, serta menerapkan kurva perubahan harga pH titrasi untuk menjelaskan larutan penyangga dan hidrolisis. Peta Konsep Untuk mempermudah tercapainya tujuan pembelajaran tersebut, perhatikanlah peta konsep berikut. Teori Asam Basa ArrheniusberdasarkanKonsep Teori Asam Basa Bronsted Lowry Asam BasaTeori Asam Basa LewisAsam KuatpH = -log [H+] LarutanSifatrumusnyaAsam dan Basa Basa KuatpOH = -log [OH-] Asam Basameliputi Asam LemahpH = -log K a HAmembahas Basa Lemah pOH=-log K b BO ditentukan menentukanDerajat KeasamanIndikator asam basa (pH) digunakan ReaksimelaluidibuatTitrasi Asam BasaKurva Titrasi Asam Basa Kata Kunci Setelah peta konsep kalian kuasai, perhatikan kata kunci yang merupakan kunci pemahaman materi dalam bab ini. Berikut ini adalah kata kunci dalam bab V. Asam kuat Basa kuat Titrasi asam-basa Asam BronstedIndikator Asam lemahBasa lemahTitik akhir Asam Lewis pHLarutan Asam dan Basa 113 69. 70. 71. 72. + HH+ + HN H H NHH H Cl HCl HCl B +N H Cl BN H Cl HCl H 73. + = 74. 75. Konsentrasi ion H+ juga ditentukan dari persamaan tetapan kesetimbangan air, yaitu: Kw= [H+] [OH-] 10-14 = [H+] 0,04 [H +] = 2,5 10-13 M Jadi, dalam larutan Ca(OH) 2 0,02 M terdapat [H +] sebesar 0,04 M dan [OH-] sebesar 2,5 10-13 M.b.Asam Lemah atau Basa LemahKebanyakan senyawa asam atau basa merupakan asam lemahatau basa lemah. Berbeda dengan asam kuat yang terionisasiseluruhnya menjadi ion-ionnya, asam lemah hanya terionisasisebagian di dalam air. Hal itu menunjukkan bahwa dalam ionisasiasam lemah terjadi kesetimbangan antara ion-ion yang dihasilkandengan molekul asam yang terionisasi. Untuk asam lemah,konsentrasi ion hidrogen dalam larutan ditentukan oleh tetapanionisasi asam, yang dilambangkan dengan K a. Jika ditinjau suatuasam lemah monoprotik dalam air, HA yang hanya menghasilkansatu ion hidrogen pada reaksi ionisasinya. Persamaankesetimbangannya sebagai berikut.HA(aq ) H+(aq ) + A-(aq )Tetapan ionisasi asam (K a) dari reaksi ionisasi tersebut adalah:[H+ ][A ]Ka =[HA] Berdasarkan persamaan ionisasi asam dapat dilihat bahwa[H +] sama dengan [A-]. Dengan demikian, tetapan ionisasi asammenjadi:[H+ ][A ]Ka =[HA][H +][H+] = K [HA] a[H+]2=K a [HA][H +] = Ka [HA]Keterangan:Ka = tetapan ionisasi asam[HA]=konsentrasi asam lemah124 Panduan Pembelajaran Kimia XI SMA/MA 76. Harga Ka menunjukkan kekuatan suatu asam. Semakin besarharga Ka, maka semakin kuat asam tersebut. Sebaliknya, semakinkecil harga K a, maka semakin lemah asam tersebut. Kekuatanasam juga ditunjukkan oleh derajat ionisasinya, yang dilambangkandengan . Derajat ionisasi asam lemah bergantung pada harga Kadan konsentrasi larutan asam. Untuk mengetahui hubungan antaraderajat ionisasi, Ka dan konsentrasi asam, kalian tinjau kembalipersamaan kesetimbangan HA.HA(aq) H+(aq) + A-(aq)konsentrasi mula-mula:aMterionisasi:a a akonsentrasi kesetimbangan:(a - a) a a Pada kesetimbangan, konsentrasi HA dianggap tetap karenakonsentrasi HA yang terionkan sangat sedikit dibandingkan dengankonsentrasi HA yang tidak terionkan, sehingga dari persamaan: [H +]=K a [HA]maka, a = Ka a a 22= Ka aKa a 2 = a2Ka 2 =a= Kadidapatkan: [HA]Berdasarkan persamaan tersebut, semakin besar konsentrasiHA yang berarti bahwa larutan semakin pekat, maka harga derajationisasinya semakin kecil. Sebaliknya, semakin kecil konsentrasiHA yang berarti bahwa larutan semakin encer, maka derajationisasinya semakin besar. Selain asam monoprotik, kalian juga telah mengenal asampoliprotik. Bagaimanakah proses ionisasi asam poliprotik? Asampoliprotik adalah asam yang menghasilkan lebih dari satu ionhidrogen dalam larutannya. Sebagai contoh adalah asam karbonat(H 2 CO 3 ) dan asam fosfat (H 3 PO 4 ). Asam karbonat dapatmenghasilkan dua ion hidrogen, sedangkan asam fosfat dapatmenghasilkan tiga ion hidrogen. Jadi, proses ionisasi asampoliprotik berlangsung secara bertahap sehingga terdapat lebih darisatu harga Ka. Kita ambil contoh proses ionisasi pada asam karbonatLarutan Asam dan Basa125 77. [H+ ][HCO3 ] atau[H+] [CO32- ]K a1 = K a2 =[H2CO3 ][HCO3 -]= 78. = 79. 80. 81. 82. Pada kurva di atas terlihat bahwa titik ekivalen pada saat pHdi bawah 7 yaitu pada pH 5,28. Untuk menunjukkan titik ekivalendapat digunakan indikator metil merah (trayek pH= 4,2 - 6,3). Contoh Soal 5.3Larutkan HCl 0,4 M dititrasi dengan larutan NaOH. Ternyatatitik akhir titrasi tercapai bila 25 mL larutan HCl memerlukan100 mL larutan NaOH. Tentukan molaritas larutan NaOH!Penyelesaian:Vasam = 25 mLVbasa = 100 mLMasam = Vbasa Mbasa0,4 25= 100 Mbasa 25 0,4Mbasa = 100Mbasa = 0,1 MUntuk lebih menumbuhkan semangat inovasi, kreativitas, danberpikir kritis, lakukanlah percobaan berikut.PercobaanTujuan:Menenukan molaritas larutan asam dengan cara titrasi asamoleh basa yang sudah diketahui molaritasnya.Alat:1. Buret dan statif2. Gelas ukur3. Erlenmeyer 3 buah4. PipetBahan:1. Larutan NaOH 0,1 M secukupnya.2. Larutan HCl M, sebanyak 30 mL.3. Indikator fenolftaleinCara Kerja:1. Isikan larutan NaOH 0,1 M ke dalam buret.2. Ukur masing-masing 10 mL larutkan HCl M ke dalam 3 buah erlenmeyer.3. Teteskan 2 tetes indikator fenolftalein ke dalam masing- masing erlenmeyer.134Panduan Pembelajaran Kimia XI SMA/MA 83. 84. 85. 86. 87. Secara umum, harga pH larutan penyangga dari campuranasam lemah (dimisalkan HA) dan basa konjugatnya (A -) hanyadipengaruhi oleh konsentrasi asam lemah dan konsentrasi basakonjugatnya, yang dinyatakan dalam persamaan berikut. [asam][H+] = Ka [basa konjugat] Jika konsentrasi asam dan basa konjugat dinyatakan dalammol per liter larutan, maka dari persamaan tersebut diperoleh: mol asam lemah/volume [H+] = Kamol basa konjugatt/volumeatau dapat ditulis:mol asam lemah [H+] = Ka mol basa kon j ugatDari persamaan ini, kalian akan dapat menghitung harga pHdari suatu larutan penyangga yang mengandung campuran asamlemah dan basa konjugatnya.Suatu larutan penyangga dibuat dengan mencampurkan 100Contoh Soal 6.1mL larutan CH 3 COOH 0,1 M dengan 100 mL larutanCH3COONa 0,1 M. Ka CH3COOH = 1,7 10-5. Hitung pH larutanpenyangga tersebut!Penyelesaian:Untuk menentukan pH larutan penyangga tersebut, kalianhitung dulu mol asam dan basa konjugatnya secarastoikiometri menggunakan rumus n = M V, maka diperoleh:mol CH3COOH = MV= 0,1 mol/L 100 mL= 10 mmol mol CH3COONa = 0,1 mol/L 100 mL= 10 mmol mol CH3COO-= mol CH3COONa= 10 mmolKesetimbangan Ion dalam Larutan145 88. mol asam lemah mol basa konjugat mol basa lemahmol asam konjugat 89. 90. 91. 92. 93. 94. + + 95. 96. 97. s mol/L s mol/L s mol/L 98. 99. > 100. 101. 102. 103. 104. 105. 106. 107. 108. 109. 19 110. 3 111. ISBN 978-979-068-717-2 (No. Jld lengkap)ISBN 978-979-068-719-6Harga Eceran Tertinggi (HET) Rp.11.495,-