Analisis Data - PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK BAHASAN TITRASI ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT

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 tulisan-tulisan siswa ditranskripsikan ke dalam bentuk tulisan-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.

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 H2O

Persamaan reaksi netralisasi asam basa adalah sebagai berikut. H⁺(aq) + OH^-(aq) → H2O(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 CH₃COOH, 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.

Riska Padmi Dwi Utami, 2015

PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK BAHASAN TITRASI ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu Persamaan reaksi

CH3COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H2O(l) Data yang diketahui : M NaOH = 0,1 M

V NaOH saat titik akhir titrasi = 20 mL V CH3COOH = 20 mL

n NaOH = M NaOH × V NaOH = 0,1 M × 20 mL = 2 mmol n CH₃COOH = � � �� ^{× mol NaOH} = × 2 mmol = 2 mmol M CH3COOH = �� = = 0,1 M

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 CH3COOH.

Persamaan reaksi ionisasi CH₃COOH :

CH3COOH(aq) ⇌ H⁺(aq) + CH3COO^-(aq)

Pada tahap awal titrasi sebelum NaOH ditambahkan, spesi utama dalam larutan adalah CH₃COOH, CH₃COO^-, H⁺ dan H₂O. Asam lemah CH₃COOH hanya terionisasi sebagian menjadi ion-ionnya di dalam larutan. Reaksi ionisasinya merupakan reaksi kesetimbangan, sehingga untuk asam lemah CH3COOH, konsentrasi H⁺ dalam larutan bergantung pada nilai tetapan kesetimbangan ionisasi asamnya (Ka).

Perhitungan pH larutan CH3COOH 0,1 M Ka = [�� ⁻][�⁺]

[�� ]

Karena [H⁺] = [CH₃COO^-], maka Ka = [�+] [�� ] [H⁺]² = Ka × [CH3COOH] [H⁺] = √� × [CH COOH] = √ , × − × − � = √ , × − _{= 1,34 × 10}-3 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 CH3COOH dititrasi oleh 10 mL larutan NaOH, belum terjadi perubahan warna larutan. Spesi dalam larutan CH3COOH adalah CH3COOH, CH3COO^-, dan H⁺. Spesi dalam larutan NaOH adalah Na⁺ dan OH^-. Ketika larutan CH3COOH dan NaOH dicampurkan, akan terjadi interaksi antara ion H⁺ dengan ion OH^- menghasilkan molekul H2O. Sedangkan ion Na⁺ dan ion CH3COO^- tetap berada dalam ion-ionnya. Jumlah mol pereaksi dan produk pada saat awal, bereaksi, dan akhir setelah penambahan 10 mL larutan NaOH.

 M CH₃COOH = 0,1 M V CH₃COOH = 20 mL

n CH3COOH = M CH3COOH × V CH3COOH

Riska Padmi Dwi Utami, 2015

PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK BAHASAN TITRASI ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu  M NaOH = 0,1 M

V NaOH = 10 mL

n NaOH = M NaOH × V NaOH = 0,1 M × 10 mL = 1 mmol

CH₃COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H₂O(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 CH₃COOH, ion CH₃COO^-, ion Na⁺, dan molekul H₂O. Adanya molekul CH3COOH dan ion CH3COO^- dalam larutan akan menyebabkan larutan bersifat penyangga. M CH3COONa = �� ^{dan M CH}³^{COOH =} �� = = = 0,03 M = 0,03 M

Persamaan reaksi ionisasi CH₃COONa dan CH₃COOH CH3COONa(aq) → Na+

(aq) + CH3COO^-(aq)

0,03 M 0,03 M 0,03 M

CH3COOH(aq) ⇌ H⁺(aq) + CH3COO^-(aq) 0,03 M x M x M

[CH₃COO^-] berasal dari garam dan asam, tetapi karena yang berasal dari asam sangat kecil maka [CH₃COO^-] dianggap seluruhnya berasal dari garam [CH₃COONa]. Ka = [�� −][�+] [�� ] [H⁺] = Ka × [�� ] [�� −] = 1,8 � 10^-5 × , , = 1,8 � 10^-5 pH = - log [H⁺] = - log (1,8 � 10^-5) = 5 – log 1,8 = 4,74

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 CH₃COOH 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 CH₃COOH 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 CH3COOH = 0,1 M V CH3COOH = 20 mL

n CH3COOH = M CH3COOH × V CH3COOH

= 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

CH₃COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H₂O(l)

Awal 2 mmol 2 mmol

Bereaksi 2 mmol 2 mmol 2 mmol 2 mmol

Akhir - - 2 mmol 2 mmol

Spesi utama yang terdapat dalam larutan setelah bereaksi adalah ion Na⁺, ion CH3COO^-, dan molekul H2O. Ion CH3COO^- merupakan suatu basa konjugat dari CH3COOH dan memiliki afinitas kuat terhadap proton, sedangkan sumber utama proton dalam larutan adalah air, maka basa

Riska Padmi Dwi Utami, 2015

PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK BAHASAN TITRASI ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

konjugat akan bereaksi dengan air (terhidrolisis) menghasilkan CH3COOH dan OH^- sehingga nilai pH pada titik ekivalen lebih besar dari 7.

Persamaan reaksi ionisasi CH3COONa dan hidrolisis CH3COO^- CH3COONa(aq) → Na+

(aq) + CH3COO^-(aq) CH₃COO^-(aq)+H₂O(l) ⇌ CH₃COOH(aq)+OH^-(aq) K_h = [�� ][ �⁻] [�� −] Kh = [ �−] [�� −] [OH^-]² = K_h�[�� −] [OH^-] = √�ℎ � [�� −] Penentuan nilai tetapan hidrolisis (K_h)

Kh = [�� ][ �−] [�� −] ^× [�+] [�+]⁼ [�� ] [�� −][�+]^{× [OH} -][H⁺] = � × K_w = ^� � = × − ,8 × − K_h = 5,6 × 10^-10 Perhitungan pH larutan saat terjadi proses hidrolisis

[CH3COO^-] = �� ⁼ ^{= 5 × 10} -2 M [OH^-] = √�ℎ � [�� −] = √ , × − × × − � =√ , � − = 5,24 x 10^-6 pOH = -log [OH^-]

= -log (5,24 x 10^-6) = 6-log 5,24 = 5,28 pH = 14 – pOH

= 14 – 5,28 = 8,72

Jika siswa belum menjawab secara optimal maka diberikan pertanyaan

probing dengan konsep spesi dalam larutan, interaksi antar spesi dan

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 CH3COOH 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 CH3COOH = 0,1 M V CH3COOH = 20 mL

n CH3COOH = M CH3COOH × V CH3COOH

= 0,1 M × 20 mL = 2 mmol

 M NaOH = 0,1 M V NaOH = 30 mL

n NaOH = M NaOH × V NaOH = 0,1 M × 30 mL = 3 mmol

CH₃COOH(aq) + NaOH(aq) → CH3COONa(aq) + H₂O(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 CH₃COO^-, ion Na⁺, ion OH^- dan molekul H₂O. Perhitungan nilai pH ditentukan oleh konsentrasi OH^- yang berasal dari kelebihan NaOH dalam larutan setelah bereaksi.

[NaOH] = � ℎ �

�

= = 0,02 M Persamaan reaksi ionisasi NaOH NaOH(aq) → Na+

(aq) + OH^-(aq) 0,02 M 0,02 M 0,02 M

Riska Padmi Dwi Utami, 2015

PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK BAHASAN TITRASI ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu [OH^-] = 0,02 M

= 2 × 10^-2 pOH = - log [OH^-]

= - log (2 × 10^-2) = 2 – log 2 = 1,7 pH = 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.

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.

0 2 4 6 8 10 12 14 0 20 40 60 pH

Volume NaOH yang ditambahkan (mL) Kurva Titrasi Asam Lemah

“Pada tahap awal titrasi sebelum NaOH ditambahkan, spesi utama dalam larutan adalah CH3COOH, CH3COO^-, H⁺ dan H2O. Asam lemah CH3COOH hanya terionisasi sebagian menjadi ion-ionnya di dalam larutan. Reaksi ionisasinya merupakan reaksi kesetimbangan, sehingga untuk asam lemah CH3COO , konsentrasi H⁺ dalam larutan bergantung pada nilai tetapan kesetimbangan ionisasi asamnya (Ka).

Sebelum titik ekivalen, ketika NaOH ditambahkan ke dalam larutan CH3COOH, reaksi yang terjadi akan menghasilkan CH3COO^-. Spesi yang ada pada tahap ini adalah CH3COO^-, CH3COOH, Na⁺ dan H₂O. Adanya CH₃COO^- dan CH₃COOH dalam larutan akan menyebabkan larutan bersifat penyangga sehingga pada tahap ini perubahan nilai pH terjadi relatif sangat kecil.

Pada titik ekivalen, semua CH₃COOH telah habis bereaksi dengan NaOH. Spesi utama dalam larutan adalah Na⁺, CH₃COO^-, dan H₂O. Spesi CH₃COO^- merupakan suatu basa konjugat dari CH₃COOH dan memiliki afinitas kuat terhadap proton, sedangkan sumber utama proton dalam larutan adalah air, maka basa konjugat akan bereaksi dengan air (terhidrolisis) menghasilkan CH3COOH 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⁺, CH3COO^-, OH^- dan H2O. Perhitungan nilai pH ditentukan

2.87 4,74 8.72 12,3 0 2 4 6 8 10 12 14 0 20 40 60 pH

Volume NaOH yang ditambahkan (mL) Kurva Titrasi Asam Lemah

oleh Basa Kuat

pH awal larutan

Daerah larutan penyangga Titik ekivalen

Riska Padmi Dwi Utami, 2015

PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK BAHASAN TITRASI ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

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.

Mendeskripsikan prinsip titrasi asam basa Reaksi netralisasi

asam basa

dan titran _{Titik akhir}

titrasi

Menjelaskan terbentuk larutan penyangga pada

saat titrasi asam basa berdasarkan pH larutan Reaksi ionisasi asam lemah Konsentrasi H⁺/nilai pH Menjelaskan terjadinya proses hidrolisis pada

saat titrasi asam basa berdasarkan pH larutan Interaksi antar spesi Spesi dalam larutan Konsentrasi H⁺/nilai pH Menjelaskan larutan

titrat setelah tercapai titik ekivalen berdasarkan pH larutan Seorang siswa melakukan percobaan titrasi asam

basa di laboratorium untuk menentukan kadar

asam asetat (CH₃COOH) 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

Menganalisis kurva titrasi asam basa

Konsentrasi H⁺/nilai pH Menunjukkan pH larutan Menunjukkan daerah larutan

PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA MATERI TITRASI

ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN STRATEGI EVALUASI MODEL

Menjelaskan larutan titrat sebelum ditambah titran

berdasarkan pH larutan Menentukan konsentrasi

asam asetat dalam cuka V titrat, V titran dan M titran Konsentrasi titrat Spesi dalam larutan Spesi dalam larutan Konsentrasi H⁺/nilai pH Menunjukkan titik ekivalen saat terjadinya hidrolisis Interaksi antar spesi Interaksi antar spesi Menunjukkan pH larutan setelah titik ekivalen Menggambar kurva titrasi asam basa

Sumbu datar pada kuva titrasi

asam basa

Sumbu tegak pada kuva titrasi

asam basa Hubungan

volume dengan pH larutan

Gambar 3.2. Profil Model Mental Siswa pada Materi Titrasi Asam Lemah oleh Basa Kuat

Keterangan :

Jawaban benar untuk pertanyaan utama/umum/probing

Jawaban benar dengan pertanyaan probing khusus

Jawaban benar tanpa pertanyaan probing umum/khusus

Jawaban benar sebagian untuk pertanyaan utama/umum/probing Jawaban salah untuk pertanyaan utama/umum/probing

Riska Padmi Dwi Utami, 2015

PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK BAHASAN TITRASI ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE

Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu 93

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

Dalam dokumen PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK BAHASAN TITRASI ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE. (Halaman 22-34)