lampiran a - repository.upi.edurepository.upi.edu/13988/10/t_ipa_1204848_appendix.pdf · komponen...
TRANSCRIPT
76 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Lampiran A.4
Format Validasi Ahli
terhadap Buku Ajar Reaksi Redoks dengan Konteks Kembang Api
Assalamu’alaikum wr.wb
Yth. Bapak/ Ibu
Di
Sehubungan dengan penelitian yang saya lakukan dengan judul “Pengembangan Buku Ajar Reaksi Redoks Menggunakan Konteks Kembang Api untuk Meningkatkan Literasi
Sains Peserta Didik SMA”. Saya berharap Bapak/Ibu dapat berkenan menjadi validator terhadap rancangan buku ajar ini. Hasil validasi ini ke depannya akan saya jadikan sebagai rujukan
dalam melakukan perbaikan teks buku ajar Reaksi Redoks berbasis konteks kembang api. Sebagai bahan pertimbangan Bapak/Ibu, berikut saya lampirkan: (1) Kompetensi Inti dan
Kompetensi Dasar, (2) Indikator dan Tujuan Pembelajaran, (3) Tahapan STL (Scientific and Technological Literacy) dalam teks buku ajar, serta (4) gambaran urutan isi bahan ajar (text
sequence map).
Besar harapan bapak/ibu bersedia untuk memberikan masukan melalui lembar validasi ini. Sebelumnya saya ucapkan terima kasih.
Mengetahui,
Wassalam,
Feri Andi Syuhada
NIM. 1204848
Pembimbing 1
Dr. Hernani, M.Si
NIP. 196711091991012001
Pembimbing 2
Galuh Yuliani, Ph.D
NIP. 198007252001122001
77 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Identitas Validator
No Identitas Validator Tanggapan
1 Nama
2 Jenis Kelamin
(Laki-laki/Perempuan)*
3 Umur (20-29/ 30-39/40-49/50-59/60+)*
4 Riwayat pendidikan terakhir
5 Pengalaman mengajar Tahun
*Berilah strip dua ( )pada bagian yang bukan identitas Bapak/Ibu
Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar
No. Kompetensi Inti Kompetensi Dasar
1. Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian
dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial
dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
Menunjukkan prilaku responsif dan proaktif serta bijaksana sebagai wujud kemampuan memecahkan masalah dan membuat
keputusan.
2. Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan
rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan
wawasan kemanusiaan, 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.
Menganalisis perkembangan konsep reaksi oksidasi-reduksi
serta menentukan bilangan oksidasi atom dalam molekul atau
ion.
3. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan
pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dan
kreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai dengan kaidah keilmuan
Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan
hasil percobaan reaksi oksidasi-reduksi.
Indikator dan Tujuan pembelajaran Buku Ajar Reaksi Redoks dengan Konteks Kembang Api
Kompetensi Pengetahuan
No Indikator No Tujuan Pembelajaran
1. Menjelaskan keterkaitan antara komponen penyusun kembang api dengan
konsep reaksi oksidasi reduksi.
1.1 Peserta didik mampu menjelaskan bagaimana keterkaitan antara komponen penyusun
kembang api dengan konsep reaksi oksidasi reduksi.
2. Menjelaskan karakteristik dan fungsi komponen penyusun kembang api (zat
pengoksidasi, bahan bakar, binder (pengikat) dan zat pemberi warna)
berdasarkan fenomena ilmiah.
2.1 Peserta didik mampu menjelaskan karakteristik dan fungsi dari zat pengoksidasi
dalam kembang api.
2.2 Peserta didik mampu memberikan contoh zat pengoksidasi pada kembang api beserta
sifatnya.
2.3 Peserta didik mampu menjelaskan karakteristik dan fungsi dari bahan bakar dalam
78 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
No Indikator No Tujuan Pembelajaran
kembang api.
2.4 Peserta didik mampu menjelaskan karakteristik dan fungsi dari binder (pengikat)
dalam kembang api.
2.5 Peserta didik mampu menjelaskan karakteristik dan fungsi dari zat pemberi warna
dalam kembang api.
3. Menjelaskan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan
pengikatan oksigen.
3.1 Peserta didik mampu menjelaskan pengertian oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan
dan pengikatan oksigen.
3.2 Peserta didik mampu menjelaskan kaitan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan
pelepasan dan pengikatan oksigen dengan penggunaan komponen bahan kembang
api.
3.3 Peserta didik mampu menjelaskan konsep zat pengoksidasi (oksidator) dan zat pereduksi (reduktor) berdasarkan konsep pelepasan dan pengikatan oksigen.
4. Menjelaskan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan
pengikatan elektron.
4.1 Peserta didik mampu menjelaskan pengertian oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan
dan pengikatan elektron.
4.2 Peserta didik mampu menjelaskan kaitan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan
pelepasan dan pengikatan elektron dengan penggunaan komponen bahan kembang api
4.3 Peserta didik mampu menjelaskan konsep zat pengoksidasi (oksidator) dan zat
pereduksi (reduktor) berdasarkan konsep pelepasan dan pengikatan elektron.
5. Membedakan persamaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan fenomena ilmiah
terkait pelepasan dan pengikatan oksigen dengan pelepasan dan pengikatan
elektron.
5.1 Peserta didik mampu mengelompokkan contoh persamaan reaksi oksidasi-reduksi
berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen & pelepasan dan pengikatan elektron
dari penggunaan komponen bahan kembang api.
6. Menjelaskan konsep bilangan oksidasi. 6.1 Peserta didik mampu menjelaskan konsep bilangan oksidasi.
7. Menentukan bilangan oksidasi atom dalam molekul atau ion berdasarkan
pengetahuan yang dimiliki terkait aturan yang berlaku.
7.1 Peserta didik mampu menentukan bilangan oksidasi atom dalam molekul dari
komponen kembang api berdasarkan aturan yang berlaku.
7.2 Peserta didik mampu menentukan bilangan oksidasi atom dalam ion dari komponen
kembang api berdasarkan aturan yang berlaku.
8. Menjelaskan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan perubahan bilangan
oksidasi.
8.1 Peserta didik mampu menjelaskan kaitan konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan
perubahan bilangan oksidasi dengan penggunaan komponen bahan kembang api
8.2 Peserta didik mampu menjelaskan konsep zat pengoksidasi (oksidator) dan zat
pereduksi (reduktor) berdasarkan konsep perubahan bilangan oksidasi.
9. Membedakan persamaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan fenomena ilmiah terkait pelepasan dan pengikatan oksigen, pelepasan dan pengikatan elektron,
serta perubahan biloks.
9.1 Peserta didik mampu membedakan konsep reaksi oksidasi-reduksi dari persamaan reaksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen, pelepasan dan pengikatan
elektron serta perubahan biloks dari penggunaan komponen bahan kembang api.
10. Melakukan percobaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan prosedur
percobaan.
10.1 Peserta didik mampu melakukan percobaan reaksi oksidasi-reduksi sesuai prosedur
percobaan yang diberikan.
11. Menyimpulkan hasil percobaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan bukti 11.1 Peserta didik mampu menyimpulkan hasil dari percobaan reaksi oksidasi-reduksi
79 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
No Indikator No Tujuan Pembelajaran
ilmiah. berdasarkan hasil pengamatan.
12. Menyajikan hasil percobaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan asumsi, bukti
dan alasan sesuai dengan hasil pengamatan.
12.1 Peserta didik mampu menyajikan hasil percobaan reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan
asumsi, bukti dan alasan sesuai dengan hasil pengamatan.
Kompetensi Sikap
Tahapan STL (Scientific and Technological Literacy) pada buku ajar
Sampai saat ini belum ada aturan baku mengenai tahapan-tahapan dalam pembelajaran berbasis STL, maka dengan mengadopsi, dan memodifikasi tahapan-tahapan pembelajaran
berdasarkan proyek chemie in context dalam Nentwig et al (2002) dan penyisipan langkah seperti yang disarankan oleh Holbrook (2005), diperoleh tahapan penyusunan bahan ajar
sebagai berikut:
1. Tahap Kontak (Contact Phase)
Pada tahap ini dikembangkan isu-isu, masalah yang ada di masyarakat atau menggali berbagai peristiwa yang terjadi disekitar siswa dan mengaitkannya dengan materi yang akan
dipelajari sehingga siswa menyadari pentingnya memahami materi tersebut.
2. Tahap Kuriositi (Curiosity Phase)
Pada tahap ini dikemukakan pertanyaan-pertanyaan, dimana jawabannya membutuhkan pengetahuan kimia yang dapat mengundang rasa penasaran dan keingintahuan siswa.
3. Tahap Elaborasi (Elaboration Phase)
Pada tahap ini dilakukan eksplorasi, pembentukan dan pemantapan konsep sampai pertanyaan pada tahap kuriositi dapat terjawab. Eksplorasi, pembentukan dan pemantapan konsep
tersebut dapat dilakukan dengan berbagai metode, misalnya ceramah bermakna, diskusi dan kegiatan praktikum, atau gabungan dari ketiganya. Melalui kegiatan inilah berbagai
kemampuan siswa akan tergali lebih dalam, baik aspek pengetahuan, keterampilan proses maupun sikap dan nilai.
No Indikator Tujuan Pembelajaran
1. Menunjukkan ketertarikan terhadap informasi terrkait dengan reaksi
oksidasi-reduksi yang menggunakan contoh dikehidupan sehari-hari.
Peserta didik menunjukkan ketertarikan terhadap informasi berkaitan dengan reaksi oksidasi-
reduksi yang menggunakan contoh kembang api.
2. Menunjukkan kepedulian terhadap dampak yang ditimbulkan dari kembang
api.
Peserta didik menunjukkan kepedulian terhadap dampak yang ditimbulkan dari kembang api.
3. Berinisiatif dalam menyelesaikan setiap permasalahan yang diberikan dalam
pembelajaran materi reaksi oksidasi-reduksi.
Peserta didik berinisiatif dalam menyelesaikan setiap permasalahan yang diberikan dalam
pembelajaran materi reaksi oksidasi-reduksi melalui hasil kerja peserta didik.
80 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
4. Tahap Pengambilan Keputusan (Decision Making Phase)
Pada tahap ini dilakukan proses pengambilan keputusan melalui diskusi berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam pembelajaran, khususnya yang dikemukakan pada
tahap kuriositi.
5. Tahap Nexus (Nexus Phase)
Pada tahap ini dilakukan proses pengambilan intisari dari materi yang dipelajari (dekontekstualisasi), kemudian mengaplikasikannya pada konteks yang lain (rekontekstualisasi)
artinya masalah yang sama diberikan dalam konteks berbeda dimana memerlukan konsep pengetahuan yang sama untuk pemecahannya (Vanderbilt dalam Nentwig et al, 2002).
81 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
1. Format validasi ini diisi dengan membubuhkan tanda ceklis (√) pada kolom Ya (Y) atau Tidak (T).
2. Penyajian buku ajar ini didasarkan pada urutan text sequence map tahapan STL (lihat pada lampiran 4).
3. Pembubuhan tanda ceklis (√) pada tahap kontak, kuriositi, elaborasi dan pengambilan keputusan diberikan per tujuan pembelajaran.
4. Pembubuhan tanda ceklis pada tahap nexus, diberikan per bagian yang meliputi dekontekstualisasi (rangkuman) dan
rekontekstualisasi.
5. Jika ada koreksian terhadap penulisan buku ajar ini, dapat dituliskan langsung di dekat teks tersebut.
6. Saran perbaikan dan tanggapan dapat dituliskan pada halaman akhir lembar validasi.
Petunjuk Pengisian Format Validasi
82 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Format Validasi Ahli terhadap Buku Ajar Reaksi Redoks dengan Konteks Kembang Api
Keterangan:
Berilah tanda ceklis (√) pada kolom validasi berikut ini
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
Aspek sikap 1:
Peserta didik
menunjukkan
ketertarikan terhadap
informasi berkaitan
dengan reaksi oksidasi-
reduksi yang
menggunakan contoh
kembang api.
Kembang api merupakan bahan peledak berdaya ledak rendah yang umumnya digunakan untuk
hiburan dan merupakan salah satu bagian dari piroteknik. Istilah piroteknik merujuk kepada suatu
bidang yang melibatkan bahan ledakan terutama untuk tujuan pencahayaan. Salah satu bentuk
kembang api yang sering kita temui yaitu pada pertunjukan kembang api. Secara umum, kembang
api menghasilkan empat efek, yaitu suara, cahaya, asap, dan dapat terbang. Kembang api dirancang
agar dapat meledak sedemikian rupa dan menghasilkan cahaya yang berwarna-warni seperti merah,
jingga, kuning, hijau, biru, ataupun ungu.
Jenis kembang api yang biasa digunakan dalam suatu pertunjukan besar adalah kembang api berjenis
shell. Komponen utama pada kembang api jenis shell adalah bahan bakar dan stars yang terdiri dari
oksidator, binder (pengikat), dan zat pemberi warna yang akan menghasilkan cahaya dengan warna tertentu. Star merupakan bagian kembang api yang memberikan sensasi keindahan saat meledak.
Secara umum, bagian dalam kembang api dapat dilihat pada gambar 1.
Efek pola kembang api yang dihasilkan bergantung pada peletakan stars di dalam shell. Seperti pada
gambar di atas, jika kita menginginkan efek pancaran berbentuk lingkaran, maka stars harus disusun
membentuk pola lingkaran, dan jika menginginkan efek
pancaran dengan bentuk lainnya maka posisi stars mengikuti bentuk yang diinginkan.
Secara umum terdapat dua zat penting dalam kembang api, yakni bahan peledak (campuran
oksidator/zat pengoksidasi, bahan bakar dan binder) serta zat pemberi warna.
Berikut akan dijelaskan beberapa komponen kembang api beserta contohnya disajikan dalam Tabel
1 :
Tabel 1. Komponen kembang api dan contohnya
No. Komponen kembang api Contoh
1. Zat pengoksidasi KClO4, KNO3
2. Fuel (bahan bakar)
Aluminium (Al), besi (Fe), magnesium (Mg),
belerang (S)
3. Binder (pengikat) Dekstrin (C6H10O5)n.H2O, Paraffin (C2H4),
VAAR (vinyl alcohol-acetate resin)/ C6H10O3
Tahap Kontak
83 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
4. Zat pemberi warna SrCl2 (merah), BaCl2 (hijau), CuCl (biru), Mg
(putih), campuran Cu dan SrCO3 (ungu).
84 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
1.1 Peserta didik mampu
menjelaskan
bagaimana
keterkaitan antara
komponen penyusun
kembang api dengan
konsep reaksi
oksidasi reduksi.
Berdasarkan pengantar kembang api di atas, jelaskan bagaimana keterkaitan komponen penyusun
kembang api dengan konsep-konsep reaksi oksidasi reduksi?
2.1 Peserta didik
mampu
menjelaskan
karakteristik dan fungsi dari zat
pengoksidasi dalam
kembang api.
1. Zat Pengoksidasi
Zat pengoksidasi biasanya merupakan padatan ionik yang kaya oksigen yang terdekomposisi pada
suhu tinggi membebaskan gas oksigen. Bahan-bahan ini harus tesedia dalam bentuk murni, dalam
ukuran partikel yang tepat dan harga yang terjangkau. Zat pengoksidasi harus memberikan reaksi
netral saat basah, dan stabil pada suhu (hingga 100oC), dan mudah terurai untuk melepaskan oksigen pada suhu yang lebih tinggi. Untuk penggunaan kimia piroteknik, spesis ion negatif (anion) yang
digunakan beragam, biasanya mengandung ikatan berenergi tinggi seperti Cl-O atau N-O. Beberapa
contoh ion dari zat pengoksidasi yaitu ion nitrat (NO3-), ion perklorat (ClO4
-), ion oksida (O-2), serta
ion klorat (ClO3-). Reaksi redoks yang dapat terbentuk dari beberapa zat pengoksidasi ialah, sebagai
berikut:
KClO4 KCl + 2O2 (1.1)
4KNO3 + 5S 2K2O + 2N2 + 5SO2 (1.2)
Gambar 1. Bagian dalam kembang api
Terkait dengan konsep reaksi oksidasi reduksi berdasarkan pelepasan
dan pengikatan oksigen.
Terkait dengan konsep reaksi oksidasi reduksi berdasarkan perubahan
biloks.
Terkait dengan konsep reaksi oksidasi reduksi berdasarkan pelepasan
dan pengikatan elektron
Tahap Kuriositi
85 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
Beberapa sifat yang harus dipenuhi oleh zat pengoksidasi diantaranya harus rendah tingkat
higroskopiknya, yaitu kecenderungan untuk memperoleh kelembaban dari atmosfer. Logam alkali
(Li, Na dan K) dan logam alkali tanah (Ca, Sr dan Ba) lebih disukai untuk ion positif. Logam ini
merupakan donor elektron yang baik dan tidak akan bereaksi selama penyimpanan dengan bahan
bakar logam aktif seperti Mg dan Al. Selain itu, zat pengoksidasi harus memiliki panas yang baik
saat terdekomposisi. Sifat yang terlalu eksotermik dapat menghasilkan ledakan atau campuran
dengan sensitivitas tinggi, sedangkan sifat yang terlalu endotermik akan menyebabkan kesulitan
dalam penyulutan, serta perambatan yang kurang baik pada saat pembakaran. Perhatikan contoh zat
pengoksidasi KClO4 yang direaksikan dengan bahan bakar Mg dalam reaksi berikut: 3KClO4 + 12Mg 3KCl + 12MgO (1.3)
2.2 Peserta didik
mampu
memberikan contoh
zat pengoksidasi
pada kembang api
beserta sifatnya.
Berikut beberapa contoh zat pengoksidasi yang sering digunakan dalam kembang api sebagai
komponen penyusunnya :
Kalium Nitrat (KNO3)
Oksidator padat yang digunakan dalam campuran berenergi-tinggi ialah kalium nitrat.
Kelebihan yang dimiliki kalium nitrat sebagai oksidator ialah memiliki sifat bahan dengan
kemurnian tinggi serta biaya yang terjangkau, memiliki tingkat higroskopik yang rendah sehingga
pembakaran lebih mudah untuk dilakukan, memiliki kandungan oksigen aktif yang tinggi sekitar
39,6%, dan dapat terurai pada suhu tinggi. Persamaan reaksinya dapat dilihat sebagai berikut :
2KNO3 K2O + N2 + 2,5O2
Ketika dicampurkan dengan bahan bakar organik sederhana seperti laktosa, kalium nitrat akan sulit
terbakar dan berhenti membentuk senyawa kalium nitrit dengan persamaan: KNO3 KNO2 + 1/2O2
Sedangkan dengan bahan bakar yang baik, (seperti arang dan logam aktif), kalium nitrat akan
bereaksi dengan baik.
Kalium perklorat (KClO4)
Kalium perklorat memiliki karakteristik berwarna putih, bahan kristal nonhigroskopik
dengan titik leleh 610oC. Mengalami dekomposisi pada suhu tinggi membentuk kalium klorida dan
gas oksigen, dengan persamaan:
Panas
KClO4 KCl + 2O2
Reaksi tersebut bersifat eksotermik dan menghasilkan oksigen yang cukup besar. Kandungan oksigen aktif dari KClO4 sekitar 46,2%, ini merupakan satu yang tertinggi yang tersedia untuk
Tahap Elaborasi
86 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
piroteknik. Kalium perklorat dapat digunakan untuk menghasilkan warna api (seperti merah ketika
dikombinasikan dengan strontium nitrat), kebisingan (dengan aluminium, dalam campuran flash dan
suara), dan cahaya (dalam campuran potoplash dengan magnesium). Beberapa zat lainnya juga
menunjukkan perubahan warna ketika bereaksi. Misalnya pada reaksi pembentukan warna dalam
kembang api oleh SrCl2, BaCl2 dan CuCl.
Aspek sikap 2:
Peserta didik
menunjukkan kepedulian
terhadap dampak yang
ditimbulkan dari kembang api.
Kalium klorida (KCl) yang dihasilkan dalam persamaan reaksi 1.3 pada titik didih 1407oC dapat
menghasilkan asap. Kebanyakan reaksi peledak dan piroteknik menghasilkan jumlah asap yang
cukup bayak. Meskipun pada dasarnya, fenomena tersebut tidak diinginkan karena dapat
mengganggu kesehatan. Tidak hanya itu, gas lain seperti SO2 (lihat persamaan reaksi 1.2) juga
merupakan gas yang dapat memberikan efek yang kurang baik karena bersifat racun. Oleh karena itu, untuk menghindari keracunan gas tersebut maka pembakaran harus dilakukan di tempat terbuka
atau dengan ventilasi yang baik.
2.3 Peserta didik mampu
menjelaskan
karakteristik dan
fungsi dari bahan
bakar dalam
kembang api.
2. Bahan bakar
Selain zat pengoksidasi, campuran piroteknik juga berisi satu atau lebih bahan bakar yang bereaksi
dengan oksigen yang dibebaskan dari zat pengoksidasi untuk menghasilkan panas dan produk yang
teroksidasi. Panas ini yang nantinya dapat menghasilkan berbagai efek seperti warna, gerak, cahaya,
asap atau bunyi. Misalnya campuran zat pengoksidasi seperti KClO4 atau KClO3 dan bahan bakar
logam, dapat menghasilkan bunyi ledakan yang keras.
Efek piroteknik yang diinginkan harus dipertimbangkan dengan cermat ketika bahan bakar yang
dipilih dipasangkan dengan zat pengoksidasi. Suhu nyala api yang akan diproduksi dan sifat dari
produk reaksi merupakan faktor penting yang harus diperhatikan. Persyaratan yang harus dipenuhi
sebagai suatu bahan bakar untuk beberapa kategori piroteknik ialah sebagai berikut: Bahan pendorong (terbang); merupakan kombinasi penghasil suhu reaksi yang tinggi, berat
molekul gas yang rendah, dan tingkat pembakaran yang cepat. Senyawa organik (mengandung
karbon) seperti glukosa sering digunakan sebagai komponen, karena selain memberikan panas,
bahan bakar ini juga dapat menghasilkan tekanan gas yang signifikan melalui produksi
karbondioksida (CO2), sehingga kembang api dapat terdorong ke atas. Persamaan reaksi yang
dihasilkan dapat dilihat sebagai berikut:
3KClO4 + C6H12O6 6CO2 + 6H2O + 3KCl
(glukosa)
Komponen yang menerangi; magnesium umumnya ditemukan dalam campuran karena
menghasilkan panas yang baik dan suhu api yang tinggi. Produksi pijar partikel magnesium
oksida (MgO) dalam api membantu dalam mencapai intensitas cahaya yang baik. Proses
tersebut memenuhi persamaan reaksi di bawah ini :
87 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
2Mg + O2 2MgO
Komponen warna nyala; suhu reaksi yang tinggi menghasilkan intensitas cahaya yang
maksimum, tetapi kualitas warna tergantung pada penghasil warna yang ada dalam nyala.
Magnesium kadang-kadang ditambahkan ke campuran warna nyala untuk menghasilkan
intensitas yang lebih tinggi, tetapi kualitas warna mungkin sedikit karena partikel MgO
memiliki emisi yang luas.
Berbagai material dapat digunakan sebagai bahan bakar dalam campuran, dan pemilihan bahan
dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti jumlah maupun laju pelepasan panas yang dibutuhkan,
biaya bahan, stabilitas bahan bakar dan jumlah produk gas yang diinginkan.
2.4 Peserta didik
mampu menjelaskan
karakteristik dan
fungsi dari binder
(pengikat) dalam
kembang api.
3. Binder (pengikat) Suatu komponen piroteknik biasanya akan berisi 2-6% binder, yang berfungsi menahan semua
komponen dalam campuran dan memberikan kekuatan mekanik hingga dihasilkan komponen dalam
bentuk butiran. Binder merupakan senyawa organik, yang juga berfungsi sebagai bahan bakar dalam
campuran dan menghasilkan produk reaksi berupa gas. Tanpa binder, campuran komponen mungkin
akan terpisah selama pembuatan dan penyimpanan dikarenakan variasi kerapatan dan ukuran
partikel yang dimiliki oleh komponen. Proses pembutiran, dimana zat pengoksidasi, bahan bakar
dan komponen lainnya yang dicampur dengan binder untuk menghasilkan butiran komposisi yang
homogen, merupakan langkah penting dalam proses pembuatan.
Selain membantu dalam mencapai dan mempertahankan kehomogenan dalam komponen, binder
juga berfungsi mengurangi debu dalam produk yang dihasilkan serta pengontrolan kerapatan pada
saat pembutiran. Dekstrin ((C6H10O5)n.H2O) yang dihasilkan dari pati jagung merupakan salah satu contoh binder yang cukup banyak digunakan dalam industri kembang api. Tidak hanya itu, dalam
pencampuran air juga digunakan sebagai bahan pembasah/pengaktivasi dekstrin, namun hanya dapat
digunakan ketika air tidak bereaksi dengan satu atau lebih komponen campuran. Hal ini dikarenakan
ketika terjadi reaksi, dapat mengakibatkan perubahan ukuran partikel dalam komponen. Bahan
organik juga akan mengurangi suhu nyala dari komponen yang mengandung bahan bakar logam,
dan dapat memberikan warna jingga untuk api jika pembakaran tidak sempurna terjadi pada binder.
Persamaan reaksinya dapat dilihat sebagai berikut:
C6H10O5 + 3O2 6CO + 5H2O
Aspek sikap 3:
Peserta didik
menunjukkan kepedulian
terhadap dampak yang ditimbulkan dari
kembang api.
Gas karbonmonoksida (CO) yang dihasilkan dari reaksi tidak sempurna di atas, dapat berdampak
buruk bagi kita ketika terhirup. Hal ini dikarenakan gas CO sangat mudah terikat pada hemoglobin
(Hb) di dalam darah, sehingga oksigen yang kita butuhkan dalam darah untuk berikatan dengan Hb
menjadi berkurang.
88 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
2.5 Peserta didik
mampu
menjelaskan
karakteristik dan
fungsi dari zat
pemberi warna
dalam kembang
api.
4. Zat Pemberi Warna
Produksi cahaya terang dengan warna yang cerah, merupakan tujuan utama dari komponen
piroteknik. Komponen penghasil warna dapat diletakkan dalam tabung sebagai tempat campuran
komponen kembang api untuk menghasilkan berbagai percikan api dari berbagai pembakaran, dapat
juga dijadikan butiran (stars) yang kemudian dikeluarkan ke udara dan dihasilkan percikan berbagai
warna seperti putih, merah, hijau atau biru. Beberapa warna yang dapat dihasilkan dari percikan
kembang api beserta komponen pembawanya ditunjukkan oleh gambar berikut ini:
Reaksi kimia yang dihasilkan dari masing-masing warna pada gambar kembang api di atas, ialah
sebagai berikut:
2Mg + O2 2MgO (menghasilkan warna putih)
Gambar 2. Warna putih kembang api yang berasal dari unsur Mg.
Gambar 3. Warna merah
kembang api
yang diproduksi
dari stronsium
klorida (SrCl2).
Gambar 5. Warna hijau kembang api yang
diproduksi dari BaCl2.
Gambar 4. Warna biru kembang api yang
diperoleh dari tembaga monoklorida (CuCl).
89 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
2SrCl2 + O2 2SrO + 2Cl2 (menghasilkan warna merah)
2CuCl + O2 2CuO + Cl2 (menghasilkan warna biru)
2BaCl2 + O2 2BaO + 2Cl2 (menghasilkan warna hijau)
3.1 Peserta didik mampu
menjelaskan
pengertian oksidasi-
reduksi berdasarkan pelepasan dan
pengikatan oksigen.
1. Konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen
Berdasarkan persamaan reaksi 1.3 ada senyawa yang mengalami oksidasi dan ada juga yang
mengalami reduksi. Senyawa KClO4 dalam reaktan berubah menjadi KCl dalam produknya, proses
tersebut dikatakan telah terjadi reduksi. Sedangkan unsur Mg dalam reaktan berubah menjadi MgO dalam produknya, proses tersebut dikatakan telah terjadi oksidasi. Dari uraian tersebut, dapatkah
kamu mendefinisikan apa itu reduksi dan oksidasi?
Berkaitan dengan contoh tersebut, dalam komponen penyusun kembang api, ditemukan beberapa
reaksi dengan konsep yang sama dari oksidasi maupun reduksi di dalamnya. Misalnya pada
komponen zat pengoksidasi. Pada penerapannya, zat pengoksidasi biasanya merupakan padatan
yang kaya oksigen yang kemudian terdekomposisi pada suhu tinggi dan membebaskan gas oksigen.
Sebagai contoh, senyawa kalium perklorat (KClO4). Senyawa kalium perklorat merupakan salah satu contoh senyawa yang memenuhi fungsi sebagai zat
pengoksidasi, yang mengalami dekomposisi pada suhu tinggi membentuk kalium klorida dan gas
oksigen, dengan reaksi :
Panas
KClO4 KCl + 2O2 (1.4)
Reaksi tersebut merupakan reaksi reduksi yang bersifat eksotermik dan menghasilkan oksigen yang
cukup besar. Selanjutnya, oksigen yang dibebaskan akan bereaksi dengan fuel (bahan bakar) dalam
kembang api dan terjadi reaksi oksidasi.
Bahan bakar yang baik akan bereaksi dengan oksigen untuk membentuk senyawa yang stabil dan
menghasilkan panas yang cukup tinggi. Pemilihan material sebagai bahan bakar pada kembang api
didasarkan kepada beberapa faktor yaitu jumlah output panas yang dibutuhkan, stabilitas bahan bakar, jumlah gas yang ingin dihasilkan, hingga ke harga bahan bakar tersebut. Beberapa unsur
beserta sifatnya yang tergolong ke dalam bahan bakar disajikan dalam Tabel 2 berikut :
Tabel 2. Sifat bahan bakar
Unsur Lambang Produk pembakaran
Reduksi adalah ……………………………………………………. Oksidasi adalah ……………………………………………….......
90 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
Aluminium Al Al2O3
Besi Fe Fe2O3
Magnesium Mg MgO
Belerang S SO2
Berdasarkan Tabel 2 di atas, salah satu contoh bahan bakar ialah logam magnesium (Mg). Pada
proses oksidasi,logam magnesium akan berikatan dengan oksigen yang dibebaskan dari zat
pengoksidasi dan dihasilkan panas yang cukup tinggi serta produk reaksi yaitu magnesium oksida
(MgO). Persamaan reaksinya sebagai berikut :
Magnesium + Oksigen Magnesium oksida
2Mg(s) + O2(g) MgO(s) (1.5)
Perhatikan kembali persamaan reaksi 1.4 dan 1.5. Jadi apa perbedaan oksidasi dibandingkan dengan
reduksi jika dikaitkan dengan oksigen?
3.2 Peserta didik mampu
mengaitkan konsep
reaksi oksidasi-
reduksi berdasarkan
pelepasan dan
pengikatan oksigen
dengan penggunaan
komponen bahan
kembang api.
Untuk memperkuat kembali pengertian dari oksidasi dan reduksi berdasarkan konsep pelepasan dan
pengikatan oksigen, mari kita lihat contoh reaksi redoks lainnya yang terjadi pada komponen
kembang api, misalnya pada zat pengoksidasi KClO4 dengan bahan bakar Fe, persamaan reaksinya
sebagai berikut :
3KClO4 + 8Fe 3KCl + 4Fe2O3
Logam Fe sebagai bahan bakar telah mengalami oksidasi yaitu berikatan dengan atom oksigen yang
dilepaskan dari zat pengoksidasi KClO4 dan disebut juga sebagai reduktor. Sedangkan dengan kata
lain KClO4 mengalami reduksi dan disebut juga sebagai oksidator. Jadi, apa perbedaan antara
oksidator dan reduktor?
3.3 Peserta didik mampu
menjelaskan konsep zat pengoksidasi
(oksidator) dan zat
pereduksi (reduktor)
berdasarkan konsep
pelepasan dan
pengikatan oksigen.
Oksidasi adalah kombinasi suatu unsur dengan oksigen untuk menghasilkan oksida,
sedangkan reduksi adalah pelepasan oksigen dari oksida untuk menghasilkan unsur.
Oksidasi
Reduksi
Oksidator adalah zat yang mengalami reduksi (melepaskan oksigen),
sedangkan reduktor adalah zat yang mengalami oksidasi (mengikat oksigen).
91 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
4.1 Peserta didik mampu
menjelaskan
pengertian oksidasi-
reduksi berdasarkan
pelepasan dan
pengikatan elektron.
2. Konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan elektron
Pada perkembangannya, tidak semua reaksi redoks dapat dijelaskan berdasarkan konsep pelepasan
dan pengikatan oksigen. Sehingga, istilah oksidasi dan reduksi harus memiliki arti yang lebih luas,
yang berlaku juga untuk reaksi-reaksi yang tidak melibatkan oksigen namun tetap mengalami proses
reaksi oksidasi-reduksi. Konsep reaksi ini yakni melibatkan pelepasan dan pengikatan elektron oleh
suatu zat.
Misalnya pada reaksi pembentukan magnesium oksida (MgO), sebagai hasil dari pembakaran Mg
pada kembang api. Proses ini dapat dibuat menjadi dua tahap terpisah, tahap yang satu melibatkan
hilangnya empat elektron dari dua atom Mg dan tahap yang lain melibatkan penangkapan empat
elektron oleh molekul O2. Masing-masing tahap tersebut dinamakan reaksi setengah-sel, reaksinya ialah sebagai berikut :
2Mg 2Mg2+ + 4e- (oksidasi)
O2 + 4e- 2O2- (reduksi)
Sekilas, dari reaksi setengah sel di atas, dapatkah kamu menjelaskan apa itu oksidasi dan reduksi
jika dikaitkan dengan elektron?
Untuk lebih mengetahui apa itu oksidasi dan reduksi jika dikaitkan dengan elektron, mari kita
perhatikan penjelasan dari gambar berikut ini:
Jumlah dari kedua reaksi setengah-sel di atas memberikan reaksi keseluruhan, dengan menghapus
elektron-elektron dari kedua sisi persamaan reaksi, menjadi :
2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s)
Reduksi adalah …………………………………………………
Oksidasi adalah ……………………………………………..….
Gambar 6.
Magnesium terbakar di
dalam oksigen
membentuk Magnesium
Oksida
92 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
Proses untuk tiap atom magnesium dapat diilustrasikan melalui Gambar berikut :
Selama reaksi, tiap atom magnesium melepaskan dua elektron dan tiap atom oksigen menerima dua
elektron. Dengan kata lain, jumlah elektron yang dilepaskan oleh zat tertentu harus sama dengan
jumlah elektron yang diterima oleh zat lainnya.
Sekarang, dapatkah kamu membedakan pengertian oksidasia dan reduksi jika dikaitkan dengan
elektron?
dan
Gambar 7. Proses pembentukan MgO
Atom magnesium
2, 8, 2
Atom oksigen
2, 6
Mentransfer
2 elektron
2-
[2,8]2-
Ion oksida, O2-
2+
[2,8]2+
Ion magnesium, Mg2+
Oksidasi didefinisikan sebagai hilangnya satu atau lebih elektron dari
suatu zat (unsur, senyawa atau ion) dan reduksi didefinisikan sebagai
perolehan satu atau lebih elektron dari suatu zat.
93 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
4.2 Peserta didik mampu
mengaitkan konsep
reaksi oksidasi-
reduksi berdasarkan
pelepasan dan
pengikatan elektron
dengan penggunaan
komponen bahan
kembang api.
Selain padatan ionik, senyawa yang mengandung atom halogen (terutama F dan Cl) dapat berfungsi
sebagai zat pengoksidasi dalam komposisi piroteknik, terutama dengan bahan bakar logam aktif.
Contohnya ialah penggunaan heksakloroetana (C2Cl6) dengan logam seng (Zn) dalam komposisi
asap putih pada kembang api, dengan reaksi :
3Zn + C2Cl6 3ZnCl2 + 2C
Reaksi setengah selnya sebagai berikut:
Oksidasi : 3Zn 3Zn2+ + 6e- (elektron dilepaskan pada reaksi ini)
Reduksi : C2Cl6 + 6e- 6Cl- + 2C (elektron diterima pada reaksi ini)
Reaksi oksidasi dan reduksi adalah proses yang terjadi secara bersamaan. Selama reaksi, tiga atom seng melepaskan enam elektron (mengalami oksidasi) dan disebut juga sebagai reduktor.
Sedangkan dua atom karbon menerima enam elektron (mengalami reduksi) dan disebut juga sebagai
oksidator. Sehingga sesuai dengan prinsip konsep reaksi oksidasi-reduksi, dimana jumlah elektron
yang dilepaskan oleh zat tertentu harus sama dengan jumlah elektron yang diterima oleh zat lainnya.
Berdasarkan uraian terkait oksidator dan reduktor, jadi apakah perbedaan antara oksidator dan
reduktor?
4.3 Peserta didik mampu
menjelaskan konsep zat pengoksidasi
(oksidator) dan zat
pereduksi (reduktor)
berdasarkan konsep
pelepasan dan
pengikatan elektron.
5.1 Peserta didik mampu
mengelompokkan contoh persamaan
reaksi oksidasi-
reduksi berdasarkan
pelepasan dan
pengikatan oksigen
& pelepasan dan
pengikatan elektron
dari penggunaan
komponen bahan
kembang api.
Melalui pemaparan konsep reaksi oksidasi reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen
maupun elektron, dapatkah kamu membedakan antara kedua konsep tersebut? Bagaimana cara kamu membedakan kedua konsep tersebut jika dikaitkan dengan konteks kembang api? Untuk
memudahkan kamu dalam mengingatnya, coba perhatikan tabel 3 berikut. Lengkapi kolom yang
masih kosong berdasarkan kedua konsep reaksi redoks, yaitu konsep pelepasan dan pengikatan
oksigen serta pelepasan dan pengikatan elektron.
Tabel 3. Rangkuman konsep reaksi oksidasi reduksi
Jenis reaksi
Konsep reaksi oksidasi reduksi
berdasarkan pelepasan/penangkapan
oksigen
Konsep reaksi oksidasi reduksi
berdasarkan pelepasan/penangkapan
elektron
Konsep Contoh reaksi Konsep Contoh reaksi
Oksidasi …. …. …. ….
Reduksi …. …. …. ….
Setelah kamu dapat mengisi tabel 3 di atas, untuk mengasa kemampuanmu, coba kelompokkan
Oksidator adalah zat yang mengalami reduksi (mengikat elektron), sedangkan
reduktor adalah zat yang mengalami oksidasi (melepaskan elektron).
c) FeF3 + Al AlF3 + Fe
Jenis reaksi : …..
Konsep : …..
Alasan : …..
d) KNO3 KNO2 + 1/2O2
Jenis reaksi : …..
94 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
reaksi-reaksi redoks yang terjadi pada kembang api di bawah ini berdasarkan kedua konsep reaksi
redoks yang telah kamu pahami.
a) S + O2 SO2
Jenis reaksi : …..
Konsep : …..
Alasan : …..
b) Fe2O3 + 2Al Al2O3 + 2Fe
Jenis reaksi : …..
Konsep : …..
Alasan : …..
6.1 Peserta didik mampu menjelaskan konsep
bilangan oksidasi
berdasarkan aturan
penentuan bilangan
oksidasi.
3. Konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan perubahan biloks
a) Bilangan oksidasi (biloks)
Bilangan oksidasi (tingkat oksidasi) ialah jumlah elektron yang diperoleh atau yang hilang oleh
atom dari suatu unsur ketika membentuk suatu senyawa. Dalam reaksi redoks, perpindahan elektron
menyebabkan terjadinya perubahan bilangan oksidasi. Oleh karena itu, penentuan bilangan oksidasi
sangat penting untuk mengetahui apakah suatu reaksi berlangsung melalui proses redoks atau bukan.
Perhatikan kembali biloks yang terdapat pada tiap atom dalam persamaan reaksi 1.2. Mengapa
biloks pada atom N dalam senyawa KNO3 +5? Sedangkan dalam senyawa N2 memiliki biloks 0?
Begitu juga pada atom S dalam unsur bebas memiliki biloks 0 sedangkan dalam senyawa SO2
memiliki biloks +4. Untuk mengetahui mengapa biloks tersebut dapat berbeda-beda, mari kita bahas
aturan dalam penentuan bilangan oksidasi berikut:
Aturan penentuan bilangan oksidasi : 1) Dalam unsur bebas (yaitu dalam keadaan tidak bergabung), setiap atom memiliki bilangan
oksidasi nol.
Contoh :
2) Untuk ion-ion yang tersusun atas satu atom saja, bilanganoksidasinya sama dengan muatan
ion tersebut.
Contoh :
Na+ Ca2+ Al3+ Cl- O2-
Bilangan oksidasi 0
95 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
+1 +2 +3 -1 -2
Jadi, untuk contoh yang lain, Li+ memiliki bilangan oksidasi +1; ion Ba2+, +2; ion Fe3+, +3; ion
I-, -1 dan seterusnya. Semua logam alkali memiliki bilangan oksidasi +1, dan semua logam
alkali tanah memiliki bilangan oksidasi +2 dalam senyawanya. Aluminium memiliki bilangan
oksidasi +3 dalam semua senyawanya.
3) Sebuah atom dalam ion poliatomik atau senyawa molekul biasanya memiliki bilangan oksidasi
yang sama, seperti dalam bentuk ion monoatomik. Dalam ion hidroksida (OH-) misalnya, atom oksigen memiliki bilangan oksidasi -2, seperti
dalam ion monoatomik O2-, dan atom hidrogen memiliki bilangan oksidasi +1, seperti dalam
bentuk H+.
Secara umum, semakin ke kiri suatu unsur dalam tabel periodik, semakin besar kemungkinan
atom bersifat kation. Oleh karena itu, logam biasanya memiliki bilangan oksidasi positif.
Semakin ke kanan suatu unsur dalam tabel periodik, semakin besar kemungkinan bahwa atom bersifat anion. Nonlogam seperti O, N, dan halogen biasanya memiliki bilangan oksidasi
negatif.
a) Hidrogen dapat memiliki biloks +1 atau -1. Ketika berikatan dengan logam, seperti Na
atau Ca, hidrogen memiliki biloks -1. Ketika berikatan dengan nonlogam, seperti C, N, O
atau Cl, hidrogen memiliki biloks +1.
b) Oksigen biasanya memiliki biloks -2. Kecuali pada senyawa peroksida, yang
mengandung ion O22- atau ikatan kovalen O – O dalam molekul. Setiap atom oksigen
dalam peroksida memiliki biloks -1.
Bilangan oksidasi
Bilangan oksidasi
Tahap Elaborasi
96 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
c) Halogen biasanya memiliki biloks -1. Kecuali dalam suatu senyawa, dimana atom
halogen (klorin, bromine, atau iodin) berikatan dengan oksigen. Dalam kasus tersebut oksigen memiliki biloks -2, dan halogen memiliki biloks positif. Dalam Cl2O sebagai
contoh, atom O memiliki biloks -2 dan setiap atom Cl memiliki biloks +1.
4) Dalam molekul netral, jumlah bilangan oksidasi semua atom penyusunnya harus nol. Dalam
ion poliatomik, jumlah bilangan oksidasi semua unsur dalam ion tersebut harus sama dengan
muatan total ion.
Contoh 1 :
Menentukan biloks atom sulfur dalam asam sulfat (H2SO4). Karena setiap atom H +1 dan
atom O -2, atom S harus memiliki biloks +6 untuk senyawa yang tidak memiliki muatan total :
Contoh 2 :
Menentukan biloks atom klorin dalam anion perklorat (ClO4-), kita mengetahui bahwa setiap
atom oksigen adalah -2, sehingga atom Cl harus memiliki biloks +7, agar muatan totalnya -1
Contoh 3 :
Untuk menentukan biloks atom nitrogen dalam kation amonium (NH4+), kita tahu bahwa
Muatan total
Muatan total
97 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
setiap atom H +1, atom N harus memiliki biloks -3, agar muatan totalnya +1.
5) Bilangan oksidasi tidak harus bilangan bulat. Sebagai contoh, bilangan oksidasi O dalam ion
superoksida (O2-) adalah -1/2.
7.1 Peserta didik mampu menentukan
bilangan oksidasi
atom dalam molekul
dari komponen
kembang api
berdasarkan aturan
yang berlaku.
7.2 Peserta didik mampu
menentukan
bilangan oksidasi
atom dalam ion dari
komponen kembang api berdasarkan
aturan yang berlaku
8.1 Peserta didik mampu
mengaitkan konsep
reaksi oksidasi-
reduksi berdasarkan
perubahan bilangan
oksidasi dengan
penggunaan
komponen bahan
kembang api.
b) Perubahan bilangan oksidasi dalam reaksi redoks
Perkembangan reaksi redoks lebih lanjut dikaitkan dengan konsep yang disebut dengan
perubahan bilangan oksidasi. Perubahan bilangan oksidasi terjadi pada atom dalam unsur atau
senyawa dalam suatu rekasi tertentu. Perhatikan persamaan reaksi antara heksakloroetana (C2C16)
dengan logam seng (Zn) berikut:
3Zn + C2Cl6 3ZnCl2 + 2C
Muatan total
Untuk menguji pemahamanmu dalam memahami beberapa aturan penentuan biloks, coba
kamu tentukan biloks dari tiap atom dalam molekul dan ion berikut ini:
a. Sr(NO3)2 Jawab : …..
b. CaCO3 Jawab : …..
c. C2H4 Jawab : …..
d. N2 Jawab : …..
e. NO3- Jawab : …..
f. Zn2+ Jawab : …..
g. CrO42- Jawab : …..
h. Cr2O72- Jawab : …..
0 +3 -1 +2 -1 0
98 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
8.2 Peserta didik mampu
menjelaskan konsep
zat pengoksidasi
(oksidator) dan zat
pereduksi (reduktor)
berdasarkan konsep
perubahan bilangan
oksidasi.
Reaksi di atas sebelumnya telah dibahas pada konsep pelepasan dan pengikatan elektron. Namun,
reaksi tersebut juga mengalami perubahan bilangan oksidasi. Perhatikan bagaimana bilangan
oksidasi berubah selama reaksi. Berdasarkan aturan penentuan bilangan oksidasi, bilangan oksidasi
Zn berubah dari 0 ke +2, artinya tiap atom seng melepaskan dua elektron selama reaksi, untuk
membentuk ion Zn2+. Sedangkan atom karbon dari reaktan C2Cl6 mengalami penurunan bilangan
oksidasi yaitu dari +3 ke 0, artinya tiap atom karbon memperoleh tiga elektron, untuk membentuk
C.
Jadi apa perbedaan oksidasi dibandingkan dengan reduksi, jika ditinjau dari perubahan bilangan
oksidasinya?
Persamaan reaksi 1.3 memenuhi konsep reaksi redoks berdasarkan perubahan bilangan oksidasi, ini
dapat dilihat dari bilangan oksidasi masing-masing atom penyusunnya. Perhatikan biloks masing-
masing atom dalam reaksi di bawah ini:
3KClO4 + 12Mg 3KCl + 12MgO
Prinsip ini juga dapat kita terapkan pada reaksi-reaksi lainnya yang terjadi dalam kembang api.
Misalnya pada zat pengoksidasi KNO3. Ketika zat pengoksidasi KNO3 bereaksi dengan bahan bakar
sulfur (S), maka akan terbentuk beberapa senyawa sebagai produknya. Berikut persamaan beserta
bilangan oksidasinya :
4KNO3 + 5S 2K2O + 2N2 + 5SO2
Oksidasi didefinisikan sebagai kenaikan bilangan oskidasi atom dalam
unsur atau senyawa tertentu, sedangkan reduksi didefinisikan sebagai
penurunan bilangan oksidasi atom dalam unsur atau senyawa tertentu.
Reduksi
+1 +7
6
-2 0 +1 -1 +2 -2
Oksidasi
+1 +5
6
-2 0 +1 -2 0 +4 -2
99 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
Mengacu pada aturan penentuan bilangan oskidasi, dalam reaksi di atas terjadi perubahan bilangan
oksidasi, yaitu pada atom N dan S. Dimana atom N mengalami penurunan bilangan oksidasi dari +5
ke 0, sehingga N mengalami reduksi dan disebut sebagai oksidator, sedangkan atom S mengalami
kenaikan bilangan oksidasi dari 0 ke +4, sehingga S mengalami oksidasi dan disebut sebagai
reduktor. Berdasarkan uraian tersebut, jadi apakah perbedaan antara oksidator dan reduktor?
10.1 Peserta didik
mampu
membedakan konsep
reaksi oksidasi-
reduksi dari
persamaan reaksi
berdasarkan pelepasan dan
pengikatan oksigen,
pelepasan dan
pengikatan elektron
serta perubahan
biloks dari
penggunaan
komponen bahan
kembang api.
Tugas Mandiri
Kembang api dapat menghasilkan berbagai macam warna, seperti merah, hijau, biru ataupun putih.
Seperti yang telah kamu pelajari sebelumnya, tentunya kamu sudah mengetahui senyawa-senyawa
yang terkandung dalam kembang api yang dapat memancarkan warna tersebut. Berikut beberapa
reaksi yang terjadi dalam zat pemberi warna :
1. Mg + O2 MgO
2. 2SrCl2 + O2 2SrO + 2Cl2
3. 2CuCl + O2 2CuO + Cl2 4. 2BaCl2 + O2 2BaO + 2Cl2
Dari masing-masing reaksi di atas, tunjukkan senyawa mana yang mengalami oksidasi dan senyawa
mana yang mengalami reduksi (jika ada) berdasarkan konsep:
a. Pengikatan dan pelepasan oksigen
b. Pengikatan dan pelepasan elektron
c. Perubahan biloks.
Aspek sikap 4:
Peserta didik berinisiatif
dalam menyelesaikan setiap permasalahan
yang diberikan dalam
Eksperimen
Uji Nyala Logam
A. Tujuan percobaan 1. Melakukan uji logam menggunakan nyala api
2. Mengamati prilaku logam dalam nyala api
Reduksi Oksidasi
Oksidator adalah zat yang mengalami reduksi (mengalami penurunan bilangan
oksidasi), sedangkan reduktor adalah zat yang mengalami oksidasi (mengalami
kenaikan bilangan oksidasi).
Tahap Pengambilan Keputusan
100 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
pembelajaran materi
reaksi oksidasi-reduksi
melalui hasil kerja
peserta didik.
3. Mengidentifikasi logam melalui warna yang dipancarkan dalam nyala api
B. Alat dan bahan
1. Pembakar Bunsen
2. Kawat uji
3. Gelas kimia
4. HCl pekat
5. Larutan (BaCl2, CuCl, SrCl2, NaCl, Ba(NO3)2 dan KCl)
6. Larutan sampel (1, 2, 3 dan 4)
10.1 Peserta didik mampu
melakukan
percobaan reaksi
oksidasi-reduksi
sesuai prosedur
percobaan yang
diberikan.
C. Prosedur percobaan
1. Uji nyala logam
Catatan : Sebagai langkah awal, kamu harus mencari tahu terlebih dahulu apa warna nyala dari
beberapa larutan yang telah disediakan. Kemudian, gunakan hasil di langkah awal untuk
menguji warna larutan sampel yang tidak diketahui di langkah berikutnya.
a) Memastikan kawat uji yang nantinya digunakan di percobaan dalam keadaan bersih, tidak
terkontaminasi oleh zat apapun. Cara mengujinya ialah dengan membakar kawat uji di atas
pembakar Bunsen.
b) Jika kawat uji dalam keadaan bersih, maka tidak akan ada perubahan warna api pada kawat.
Tetapi, jika kawat uji tidak bersih (terkontamiansi), akan ada perubahan warna. Maka cara
membersihkannya ialah dengan mencelupkan kawat uji ke dalam asam pekat yang telah disediakan, kemudian membakarnya kembali di atas pembakar Bunsen. Ulangi pembersihan
ini, sampai tidak ada perubahan warna api pada kawat uji.
c) Tugas selanjutnya ialah melakukan tes uji nyala. Celupkan kawat uji yang sudah bersih ke
dalam salah satu larutan (misalnya BaCl2).
d) Panaskan kawat uji di atas pembakar Bunsen. Perhatikan apa yang terjadi. Catat warna nyala
dalam tabel hasil pengamatan yang telah kamu buat.
e) Bersihkan kembali kawat uji yang telah digunakan seperti pada langkah di aktivitas 1.
Kemudian menguji kembali larutan lainnya (CuCl, SrCl2, NaCl, Ba(NO3)2 dan KCl), catat
hasil pengamatan dalam tabel.
Sebelum ke langkah selanjutnya, mintalah pada guru untuk memeriksanya.
Pastikan langkah yang kamu lakukan sudah benar.
Tahap Elaborasi
101 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
Ulangi langkah pada point c, tetapi kali ini menggunakan 4 larutan sampel yang belum diketahui.
Catat jenis sampel, warna nyala dan logam yang terkandung di dalam sampel tersebut dalam tabel
hasil pengamatan yang telah kamu buat.
11.1 Peserta didik
mampu
menyimpulkan
hasil dari percobaan reaksi
oksidasi-reduksi
berdasarkan hasil
pengamatan.
D. Hasil pengamatan dan pembahasan
Tulis dan beri penjelasan dari hasil pengamatanmu dalam percobaan.
E. Kesimpulan
Tuliskan masing-masing kesimpulan dari kedua uji di atas.
12.1 Peserta didik
mampu
menyajikan hasil
percobaan reaksi
oksidasi-reduksi
berdasarkan
asumsi, bukti dan
alasan sesuai dengan hasil
pengamatan.
F. Laporan
Tuliskan keseluruhan hasil praktikum dalam kertas A4 dan sajikan untuk didiskusikan di
depan kelas bersama kelompok lainnya.
1. Dekonteks-tualisasi
Rangkuman
Kembang api merupakan bahan peledak berdaya ledak rendah yang umumnya digunakan untuk
hiburan dan merupakan salah satu bagian dari piroteknik. Istilah piroteknik merujuk kepada suatu
bidang yang melibatkan bahan ledakan terutama untuk tujuan pencahayaan. Secara umum terdapat
dua zat penting dalam kembang api, yakni bahan peledak (campuran oksidator/zat pengoksidasi,
bahan bakar dan binder) serta zat pemberi warna. Beberapa reaksi yang terjadi dalam komponen
penyusun kembang api, ialah sebagai berikut :
1. Zat pengoksidasi
KClO4 KCl + 2O2
4KNO3 + 5S 2K2O + 2N2 + 5SO2
3KClO4 + 12Mg 3KCl + 12MgO 2. Bahan bakar
3KClO4 + C6H12O6 6CO2 + 6H2O + 3KCl
Tahap Nexus
102 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
2Mg + O2 2MgO
3. Binder (pengikat)
C6H10O5 + 3O2 6CO + 5H2O
4. Zat pemberi warna
Mg + O2 MgO (menghasilkan warna putih)
2SrCl2 + O2 2SrO + 2Cl2 (menghasilkan warna merah)
2CuCl + O2 2CuO + Cl2 (menghasilkan warna biru)
2BaCl2 + O2 2BaO + 2Cl2 (menghasilkan warna hijau)
Perkembangan Konsep Reaksi Redoks
1. Konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen
Oksidasi adalah kombinasi suatu unsur dengan oksigen untuk menghasilkan oksida, sedangkan
reduksi adalah pelepasan oksigen dari oksida untuk menghasilkan unsur.
Contoh :
Panas
KClO4 KCl + 2O2 (reduksi)
2Mg + O2 MgO (oksidasi)
2. Konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan elektron
Oksidasi didefinisikan sebagai hilangnya satu atau lebih elektron dari suatu zat (unsur,
senyawa atau ion) dan reduksi didefinisikan sebagai perolehan satu atau lebih elektron dari suatu zat.
Contoh :
2Mg + O2 MgO
2Mg 2Mg2+ + 4e- (oksidasi)
O2 + 4e- 2O2- (reduksi)
3. Konsep reaksi oksidasi-reduksi berdasarkan perubahan biloks
Bilangan oksidasi (tingkat oksidasi) ialah jumlah elektron yang diperoleh atau yang hilang
oleh atom dari suatu unsur ketika membentuk suatu senyawa. Pada konsep ini, oksidasi
didefinisikan sebagai kenaikan bilangan oskidasi atom dalam unsur atau senyawa tertentu,
sedangkan reduksi didefinisikan sebagai penurunan bilangan oksidasi.
Contoh :
4KNO3 + 5S 2K2O + 2N2 + 5SO2
+1 +5
6
-2 0 +1 -2 0 +4 -2
103 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
Zat pengoksidasi dan zat pereduksi
Zat pengoksidasi (oksidator) didefinisikan sebagai zat yang menyebabkan zat lain
teroksidasi (zat tersebut mengalami reduksi) dengan menerima elektron. Sedangkan zat pereduksi
(reduktor) adalahzat yang menyebabkan zat lain tereduksi (zat tersebut mengalami oksidasi) dengan memberikan elektron.
2. Rekonteks-tualisasi
1. Redoks dalam Blast Furnace
Blast Furnace merupakan jenis tungku yang digunakan untuk peleburan dalam menghasilkan logam
industri, misalnya logam besi. Besijarangditemukandalam bentukunsur. Logam besi harus
dipisahkan dan dimurnikan dari bijih besi (Fe2O3). Proses ini berlangsung dalam blast furnace
dalam serangkaian reaksi redoks. Di dalam blast furnace, fuel (bahan bakar), bijih besi (iron ore),
dan batu kapur(limestone) secara terus menerus disuplai melalui bagian atas tungku, sementara
ledakan panas dari udara (kadang-kadang dengan pengayaan oksigen) ditiupkan ke bagian bawah
tungku melalui pipa yang disebut tuyeres, sehingga terjadi reaksi kimia sepanjang proses tersebut
(lihat gambar 7). Di samping itu juga akan timbul percikan cahaya yang berasal dari serbuk bijih
besi. Reaksiutama dari reaksi kimia tersebut ialah bijih besidireduksi
menjadilogambesimenggunakangaskarbon monoksidasebagaireduktor. Proses yang terjadi di dalamnya berawal dari tiupan udara panas yang melalui pipa, menyebabkan
karbon (coke) terbakar menghasilkan karbondioksida dan panas. Batu kapur (CaCO3) yang
dicampur dengan bijih besi di dalam tungku, akan terurai membentuk kapur (CaO) dan
karbondioksida (CO2). Karbondioksida kemudian mengoksidasi C dalam reaksi redoks untuk
membentuk karbonmonoksida, yang digunakan untuk mereduksi bijih besi menjadi besi. Produk
akhir umumnya dalam fasa logam cair (molten iron) dan kerak (slag), yang keduanya dialirkan ke
bagian bawah tungku, serta gas buang dialirkan ke bagian atas tungku. Proses tersebut diilustrasikan
dalam gambar di bawah ini, dan reaksi yang terjadi sebagai berikut :
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2 (g)
CO2 (g) + C(s) 2CO(g)
2Fe3+(s) + 3O2-(s) + 3CO(g) 2Fe(l) + 3CO2(g)
Reduksi Oksidasi
104 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
Pertanyaan:
Berdasarkan tiga persamaan reaksi yang terjadi dalam Blast Furnace di atas, coba kamu tentukan:
1. Apakah semua reaksi tersebut tergolong ke dalam reaksi redoks? Jelaskan!
2. Tentukan unsur/senyawa mana yang mengalami oksidasi ataupun reduksi berdasarkan tiga
konsep reaksi redoks yang memungkinkan!
3. Apakah ada kesamaan proses yang terjadi dalam Blast Furnace jika dibandingkan dengan
proses yang terjadi dalam kembang api? Jelaskan!
2. Redoks dalam Peledakan Tambang Bahan peledak adalahzat yang berbentuk padat, cair, gas ataupun campurannya yang apabila
terkena suatu aksi, berupa panas, benturan, tekanan, hentakan atau gesekan akan berubah secara
fisik maupun kimiawi menjadi zat lain yang lebih stabil. Perubahan tersebut berlangsung dalam
waktu yang singkat disertai dengan tekanan yang sangat tinggi. Bahan peledak biasanya juga
disertai dengan produksi cahaya, panas, suara, asap dan tekanan.
Berdasarkan komposisi kimia, bahan peledak dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Senyawa tunggal, terdiri dari satu macam senyawa saja yang sudah merupakan bahan peledak.
Senyawa tunggal ini dibagi menjadi dua kelompok lagi, yaitu :
a. Senyawa an-organik misalnya : Amonium nitrat (NH4NO3)
b. Senyawa organik misalnya : Trinitrotoluena (C7H5N3O6)/TNT
2. Campuran yang merupakan penggabungan dari berbagai macam senyawa tunggal. Misalnya :
black powder (contoh : gabungan KNO3, belerang dan arang)
Peledakan akan memberikan hasil yang berbeda, tergantung pada kondisi eksternal saat
pekerjaan tersebut dilakukan yang mempengaruhi kualitas bahan kimia pembentuk bahan peledak
Gambar 8. Bijih besi (Fe2O3), coke (C), dan batu kapur
(CaCO3) ditambahkan di bagian atas tungku Udara panas
sekitar 900oC yang ditiupkan melalui pipa, meledak di bagian
bawah. Reaksi ini menyebabkan suhu dalam tungku
pembakaran mencapai 2000oC. Molten iron (lelehan besi) dan
kerak (slag), yang keduanya dialirkan ke bagian bawah tungku,
serta gas buang dialirkan ke bagian atas tungku.
105 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
tersebut. Umumnya produk yang dikehendaki dari suatu peledakan adalah uap air (H2O),
karbondioksida (CO2), gas nitrogen (N2), dan oksida padat yang semuanya relatif bersifat inert dan
tidak beracun. Panas merupakan awal terjadinya proses dekomposisi bahan kimia pembentuk bahan
peledak yang menimbulkan pembakaran, dilanjutkan dengan deflragrasi dan terakhir detonasi.
Berikut penjelasan terkait dengan proses dekomposisi tersebut:
1. Pembakaran adalah reaksi permukaan yang eksotermis dan dijaga keberlangsungannya oleh
panas yang dihasilkan dari reaksi itu sendiri dan produknya berupa pelepasan gas-gas. Reaksi
pembakaran memerlukan unsur oksigen (O2) baik yang terdapat di alam bebas maupun dari
ikatan molekuler bahan atau material yang terbakar. Contohnya ialah pada reaksi pembakaran
minyak diesel, dengan persamaan reaksi: CH3(CH2)10CH3 + 18½ O2 12 CO2 + 13 H2O
2. Deflagrasi merupakan fenomena reaksi permukaan yang reaksinya meningkat menjadi ledakan.
Contohnya pada reaksi peledakan black powder, dengan persamaan reaksi:
20KNO3 + 30C + 10S 6K2CO3 + K2SO4 + 3K2S + 14CO2 + 10CO + 10N2
3. Detonasi adalah proses kimia-fisika yang mempunyai kecepatan reaksi sangat tinggi, sehingga
menghasilkan gas dan temperature sangat besar. Contoh proses detonasi terjadi pada jenis
bahan peledakan berikut, dengan persamaan reaksi:
C3H5N3O9 3CO2 + 2,5 H2O + 1,5 N2 + 0,25 O2
Pertanyaan:
Berdasarkan reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses peledakandi atas, coba kamu tentukan:
1. Apakah semua reaksi tersebut tergolong ke dalam reaksi redoks? Jelaskan! 2. Tentukan unsur/senyawa mana yang mengalami oksidasi ataupun reduksi berdasarkan tiga
konsep reaksi redoks yang memungkinkan!
3. Apakah ada kesamaan proses yang terjadi dalam peledakanjika dibandingkan dengan proses
yang terjadi dalam kembang api? Jelaskan!
3. Redoks dalam Flare
Flare merupakan salah satu bentuk pyroteknik yang menghasilkan cahaya terang (api) atau panas
yang tinggi tanpa disertai ledakan. Flare biasanya digunakan sebagai sinyal ataupun sebuah kode
suar, sebagai alat penerangan, atau sebagai perlengkapan dalam kemiliteran. Jenis-jenis flare sangat
beragam, mulai dari ukuran hingga fungsinya, seperti contohnya percikan api yang berwarna merah
terang dengan kebulan asap yang sangat tebal.
106 Feri Andi Syuhada, 2014 PENGEMBANGAN BUKU AJAR REAKSI REDOKS MENGGUNAKAN KONTEKS KEMBANG API UNTUK MENINGKATKAN LITERASI SAINS PESERTA DIDIK SMA Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu
Tujuan Pembelajaran Teks Keluaran
Ketepatan isi
materi
(konten dan
konteks)
Kesesuaian
antara konten
dengan
konteks
Kesesuaian
materi dengan
kurikulum
(tujuan
pembelajaran)
Ketepatan
ilustrasi
gambar/
simbol/
lambang/
percobaan
Kelayakan
untuk
digunakan
oleh peserta
didik SMA
Y T Y T Y T Y T Y T
Secara umum flare menghasilkan sebuah cahaya karena pembakaran logam magnesium yang
kadang kadang dicampur dengan logam lain untuk menghasilkan warna lain yang akan berbeda
dari warna yang aslinya. Flare mempunyai sifat tidak bisa padam atau tidak bisa mati walaupun
disiram oleh air karena mempunyai sifat untuk memberi sebuah tanda apabila terjadi hal hal yang
sangat penting dan bersifat darurat. Pada umumnya gas ataupun kebulan asap yang dihasilkan oleh
flare mempunyai ketebalan asap yang sangat pekat dan bersifat ajeg, atau dalam artian kebulan asap tersebut dapat dengan lama bertahan berputar-putar di udara dengan jangka waktu yang lama
karena dipengaruhi oleh sifat gas dalam flare tersebut.
Pertanyaan:
Berdasarkan pemaparan terkait dengan flare, coba tentukan:
1. Persamaan reaksi kimia yang terjadi di dalam flare!
2. Tentukan unsur/senyawa mana yang mengalami oksidasi ataupun reduksi berdasarkan tiga
konsep reaksi redoks yang memungkinkan!
3. Apakah ada kesamaan proses yang terjadi dalam peledakanjika dibandingkan dengan proses
yang terjadi dalam kembang api? Jelaskan!