LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE
SKRIPSI
diajukan untuk memenuhi sebagian syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Pendidikan Program Studi Pendidikan Kimia
oleh
Riska Padmi Dwi Utami
NIM 1101954
DEPARTEMEN PENDIDIKAN KIMIA
FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK BAHASAN TITRASI ASAM
LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE
oleh
Riska Padmi Dwi Utami
NIM 1101954
Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Pendidikan pada Program Studi Pendidikan Kimia Fakultas Pendidikan
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
© Riska Padmi Dwi Utami 2015
Universitas Pendidikan Indonesia
Oktober 2015
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhnya atau sebagian,
PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK BAHASAN TITRASI ASAM
LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE
disetujui dan disahkan oleh pembimbing :
Pembimbing I
Dr. Wiji, M.Si.
NIP. 197204302001121001
Pembimbing II
Drs. Hokcu Suhanda, M.Si.
NIP. 196611151991011001
Mengetahui,
Ketua Departemen Pendidikan Kimia
FPMIPA UPI
Dr. Rer. Nat. H. Ahmad Mudzakir, M.Si.
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 iii
ABSTRAK
Penelitian ini berjudul “PROFIL MODEL MENTAL SISWA PADA POKOK
BAHASAN TITRASI ASAM LEMAH OLEH BASA KUAT BERDASARKAN TDM-IAE”. Penelitian ini dilakukan di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung dengan enam orang siswa kelas XII IPA sebagai subjek penelitiannya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh profil model mental siswa pada pokok bahasan titrasi asam lemah oleh basa kuat. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode deskriptif dengan instrumen penelitian berupa Tes Diagnostik Model Mental Interview About Event (TDM-IAE). Hasil penelitian menunjukkan bahwa profil model mental siswa kemampuan tinggi, sedang, dan rendah menunjukkan pemahaman yang parsial pada pokok bahasan titrasi asam lemah oleh basa kuat. Siswa kemampuan tinggi dapat menjawab benar dengan pertanyaan probing pada konsep penentuan konsentrasi asam asetat dalam cuka, pH larutan asam lemah, pH larutan saat terbentuk larutan penyangga, pH larutan saat terjadi proses hidrolisis, pH larutan basa kuat, dan analisis kurva titrasi asam basa. Siswa kemampuan tinggi tidak dapat menjawab benar dengan pertanyaan probing pada konsep prinsip titrasi asam basa dan menggambar kurva titrasi asam basa. Siswa kemampuan sedang dapat menjawab benar dengan pertanyaan probing pada konsep pH larutan asam lemah, pH larutan basa kuat, menggambar kurva titrasi asam basa dan analisis kurva titrasi asam basa. Siswa kemampuan sedang tidak dapat menjawab benar dengan pertanyaan probing pada konsep prinsip titrasi asam basa, penentuan konsentrasi asam asetat dalam cuka, pH larutan saat terbentuk larutan penyangga, dan pH larutan saat terjadi proses hidrolisis. Siswa kemampuan rendah dapat menjawab benar dengan pertanyaan probing pada konsep penentuan konsentrasi asam asetat dalam cuka dan menggambar kurva titrasi asam basa. Siswa kemampuan rendah tidak dapat menjawab benar dengan pertanyaan probing pada konsep prinsip titrasi asam basa, pH larutan asam lemah, pH larutan saat terbentuk larutan penyangga, pH larutan saat terjadi proses hidrolisis, pH larutan basa kuat dan analisis kurva titrasi asam basa. Berdasarkan hasil penelitian, diperoleh beberapa temuan terkait miskonsepsi, troublesome knowledge, dan threshold concept yang dialami oleh siswa pada pokok bahasan titrasi asam lemah oleh basa kuat. Sebagian besar siswa mengalami miskonsepsi pada konsep reaksi netralisasi, indikator asam basa, titik ekivalen, titik akhir titrasi, hidrolisis, dan reaksi ionisasi asam lemah. Sebagian besar siswa juga mengalami troublesome knowledge dalam menghitung pH larutan pada setiap tahap titrasi asam basa, memahami hubungan antara asam lemah dengan basa konjugasinya yang berasal dari garam sehingga membentuk larutan penyangga, dan menghubungkan pH larutan terhadap volume larutan basa yang ditambahkan dalam bentuk kurva titrasi asam basa. Threshold concept yang ditemukan dalam penelitian ini, yaitu reaksi ionisasi asam lemah dan tetapan kesetimbangan kimia.
Riska Padmi Dwi Utami, 2015
This study aims to obtain students’ mental model of weak acid-strong base titration. The subject of this study are six 12th grade high school students in Bandung. This study use descriptive method with the Interview About Events (IAE). The results showed that
students’ mental model with high, moderate, and low skill had a partial understanding of weak acid-strong base titration. High skill students were able to give the right answer to the probing of determination acetic acid concentration on vinegar, pH of weak acid solution, pH of solution when buffer solution is formed, pH of solution when hydrolysis is occured, pH of strong base solution, and acid-base titration curve analysis. But, they were not able to give the right answer to the probing of acid-base titration principle and drawing of acid-base titration curve. While moderate skill students were able to give the right answer to the probing of pH of weak acid solution, pH of strong base solution, drawing of acid-base titration curve, and acid-base titration curve analysis. But, they were not able to give the right answer to the probing of acid-base titration principle, determination of acetic acid concentration on vinegar, pH of solution when buffer solution is formed, and pH of solution when hydrolysis is occured. Low skill students were able to give the right answer to the probing of determination of acetic acid concentration on vinegar and drawing of acid-base titration curve. But, they were not able to give the right answer to the probing of acid-base titration principle, pH of weak acid solution, pH of solution when buffer solution is formed, pH of solution when hydrolysis is occured, pH of strong base, and acid-base titration curve analysis. Based on the result,
there were some findings of students’ misconceptions, troublesome knowledge, and threshold concept on weak acid-strong base titration concept. Some students had misconception on the concept of netralitation reaction, acid-base indicator, equivalent point, endpoint of titration, hydrolysis, and weak acid ionization. Some students had troublesome knowledge on pH of solution determination on each acid-base titration steps, understanding of relation between weak acid and its conjugate base so that the buffer solution is formed, and connect pH of solution to the added volume of base solution on the form of acid-base titration curve. While threshold concept that was found were weak acid ionization and chemical equilibrium constant.
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 iv
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
UCAPAN TERIMAKASIH ... ii
ABSTRAK ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang Penelitian ... 1
B. Identifikasi dan Perumusan Masalah Penelitian ... 4
C. Tujuan Penelitian ... 4
D. Manfaat Penelitian ... 5
E. Struktur Organisasi Skripsi ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7
A. Profil Model Mental ... 7
1. Definisi dan Karakteristik Model Mental ... 7
2. Representasi Kimia ... 8
3. Cara Menggali Model Mental ... 11
4. Analisis Model Mental ... 17
B. Tes Diagnostik Model Mental Interview About Event (TDM-IAE) . 19 C. Pertanyaan Probing dalam Wawancara ... 20
D. Deskripsi Materi Titrasi Asam Basa ... 20
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 31
A. Lokasi dan Subjek Penelitian... 31
B. Metode Penelitian ... 31
C. Desain Penelitian ... 31
D. Definisi Operasional ... 35
E. Instrumen Penelitian ... 35
Riska Padmi Dwi Utami, 2015
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 51
A. Hasil Penelitian ... 51
1. Deskripsi Profil Model Mental ... 51
2. Analisis Profil Model Mental ... 86
B. Pembahasan ... 87
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 93
A. Kesimpulan ... 93
B. Saran ... 94
DAFTAR PUSTAKA ... 96
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 1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Penelitian
Kimia adalah ilmu yang mempelajari materi dan sifatnya, perubahan materi
dan energi yang menyertai perubahan tersebut (Whitten, 2008, hlm. 3). Sebagian
besar siswa menganggap kimia sebagai suatu hal yang sangat sulit, abstrak,
matematikal dan hanya dapat dimengerti oleh siswa yang cerdas (Gabel dalam
Chittleborough, 2004, hlm. 1). Akibatnya, sikap negatif siswa muncul mengenai
ilmu kimia, yaitu siswa menganggap kimia sebagai pelajaran yang membosankan.
(Stocklmayer & Gilbert dalam Chittleborough, 2004, hlm. 1).
Johnstone (dalam Jansoon & Samsook, 2009, hlm. 149) mengemukakan
bahwa untuk memahami ilmu kimia, siswa harus menguasai ilmu kimia pada tiga
level representasi, yaitu makroskopik, submikroskopik, dan simbolik. Level
makroskopik menunjukkan fenomena-fenomena yang terjadi dalam kehidupan
sehari-hari maupun yang dipelajari di laboratorium yang dapat diamati langsung
dengan menggunakan alat indera. Level submikroskopik menunjukkan suatu
penjelasan proses kimia dari fenomena-fenomena yang terjadi di alam maupun
yang dipelajari di laboratorium dalam bentuk susunan dan gerakan molekul, atom,
atau partikel sub atom. Level simbolik merupakan representasi yang berupa
simbol-simbol kimia, rumus, dan persamaan reaksi (Wu, Krajcik, & Soloway,
2001, hlm. 821). Tiga level representasi ini saling terikat dan ketiganya
berkontribusi membangun pengertian dan pemahaman siswa yang tercermin
dalam model mental siswa itu sendiri (Chittleborough, 2002, hlm. 44).
Model mental merepresentasikan ide-ide dalam pikiran seseorang yang dia
gunakan untuk menggambarkan dan menjelaskan suatu fenomena. Ketika
mempelajari ilmu kimia, siswa membangun model mental mereka sebagai hasil
dari pemahaman saat pembelajaran (Harrison & Treagust dalam Jansoon &
Samsook, 2009, hlm. 147). Artinya, siswa membangun model mental mereka
sendiri ketika mereka belajar dan mencoba untuk memahami pengetahuan ilmiah
representasi kimia dan dapat mempertautkannya, mereka dapat memahami konsep
secara utuh. Hal itu berarti mereka mampu menghasilkan penjelasan yang dapat
dimengerti, sehingga mengurangi miskonsepsi (Treagust, Chittleborough, &
Mamiala, 2003, hlm. 1355).
Pada kenyataannya, sebagian besar siswa memiliki model mental yang tidak
utuh. Mereka tidak dapat mempertautkan ketiga level representasi kimia dalam
memahami suatu konsep. Boo dan Gabel (dalam Chittleborough, 2004, hlm. 17)
mengungkapkan bahwa siswa mengalami kesulitan dalam mempertautkan satu
level representasi ke level representasi yang lain. Ketika siswa ditanya mengenai
suatu fenomena kimia, misalnya fenomena yang sering terjadi dalam kehidupan
sehari-hari, mereka tidak bisa menjelaskan bagaimana terjadinya fenomena
tersebut secara utuh, yaitu bagaimana keterkaitan makroskopik, submikroskopik,
dan simboliknya. Oleh sebab itu, kimia sering disebut mata pelajaran yang sulit
untuk dipahami (Sirhan, 2007, hlm. 2). Ketika siswa gagal dalam menghubungkan
ketiga level representasi kimia maka konsep yang mereka pahami akan
terfragmentasi dan mungkin hanya mempelajari konsep pada permukaannya
sehingga cenderung dihafal oleh siswa (Gabel dalam Marie, 2003, hlm. 3).
Lythcott & Robinson (dalam Jansoon & Samsook, 2009, hlm. 151)
menyatakan bahwa siswa hanya dapat menyelesaikan persoalan kimia dengan
menggunakan rumus dan persamaan matematika. Untuk memperoleh jawaban
yang benar, siswa biasanya menghafal persamaan matematika dan memasukkan
angka-angka, daripada mencoba untuk menyelesaikan persoalan dengan
menggunakan konsep-konsep kimia dasar (Robinson dalam Jansoon & Samsook,
2009, hlm. 151). Bunce dkk. (dalam Jansoon & Samsook, 2009, hlm. 151)
mengemukakan bahwa siswa seringkali mampu menyelesaikan persoalan kimia
level simbolik saja, tetapi hal ini bukan berarti mereka benar-benar memahami
konsep kimia yang berkaitan dengan materi pada soal yang diujikan.
Guru perlu mengetahui profil model mental yang dimiliki siswa. Profil model
mental siswa memberikan informasi tentang susunan atau kerangka konsep yang
dimiliki siswa. Dengan mengetahui profil model mental siswa, guru dapat
mengetahui miskonsepsi, troublesome knowledge, dan threshold concept yang
3
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
pembelajaran sehingga setelah belajar kimia, siswa dapat memiliki konsep yang
utuh dan mengurangi miskonsepsi.
Model mental seseorang tidak mudah untuk diketahui karena model mental
merupakan representasi kognitif pribadi yang bersifat unik dan individual
sehingga model mental sulit untuk dieksplorasi, sulit untuk dipahami dan sulit
untuk digambarkan (Coll dan Treagust, 2002, hlm. 464-465). Menurut Franco &
Colinvaux (dalam Wang, 2007, hlm. 22) model mental bersifat dinamis dan
berkelanjutan, generatif, melibatkan pengetahuan tersembunyi, serta dibatasi oleh
world-view siswa. Sifat dinamis dan berkelanjutan menyebabkan model mental
akan mengalami modifikasi bila ada informasi baru yang didapatkan. Model
mental bersifat generatif artinya dapat mengarahkan siswa kepada informasi baru
dan memanfaatkannya untuk meramalkan dan memberikan penjelasan (Wiji,
2014). Oleh karena itu, untuk menggali model mental siswa perlu digunakan suatu
teknik untuk dapat memperoleh informasi model mental siswa secara optimal.
Pada penelitian ini digunakan Tes Diagnostik Model Mental Interview About
Event (TDM-IAE) untuk menggali model mental siswa. TDM-IAE merupakan
salah satu tes diagnostik melalui serangkaian pertanyaan wawancara dengan
menyajikan suatu masalah atau fenomena. Pemilihan teknik ini dikarenakan
dengan wawancara, interviewer dapat menggali pemahaman siswa secara
mendalam (Taber dalam Tan, 2000, hlm. 49). Selain itu, jika informasi yang
diberikan siswa kurang jelas maka peneliti dapat meminta penjelasan lebih rinci
sehingga TDM-IAE dapat menggali keutuhan konsep siswa (Marantika, 2014,
hlm. 3).
Terdapat beberapa penelitian yang menunjukkan bahwa siswa memiliki
kesulitan yang cukup besar pada materi asam basa, yaitu tidak dapat menjelaskan
secara akurat konsep asam basa, seperti pH, netralisasi, kekuatan asam, dan
deskripsi teori asam basa. Selain itu, sebagian besar siswa tidak bisa
menghubungkan konsep pada larutan sebenarnya. Kesulitan siswa berasal dari
kurangnya pemahaman beberapa konsep kimia dasar, seperti sifat perubahan
kimia dan sifat partikel materi (Sheppard, 2006, hlm. 32). Oleh karena itu, pada
penelitian ini, profil model mental siswa yang digali oleh peneliti dengan
asam basa. Titrasi asam basa merupakan salah satu metode penentuan kadar suatu
larutan asam atau basa berdasarkan reaksi netralisasi. Topik reaksi asam basa
merupakan topik materi yang membutuhkan pemahaman yang terintegrasi dari
berbagai konsep kimia dasar (Heck, Kedzierska, Roger, & Chmurska, 2010, hlm.
1).
Berdasarkan latar belakang tersebut, maka diperlukan suatu penelitian
mengenai profil model mental siswa pada pokok bahasan titrasi asam basa yang
diungkap melalui Tes Diagnostik Model Mental Model Interview About Event
(TDM-IAE).
B. Identifikasi dan Perumusan Masalah Penelitian
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan di atas, rumusan masalah
pokok yang akan dikaji dalam penelitian ini adalah “Bagaimana profil model mental siswa pada materi titrasi asam basa khususnya pada pokok bahasan titrasi
asam lemah basa kuat dengan menggunakan Tes Diagnostik Model Mental
Interview About Event (TDM-IAE)?”
Adapun penelitian ini lebih terarah dan memperjelas masalah yang akan
diteliti, maka rumusan masalah diatas dijabarkan kembali ke dalam bentuk
pertanyaan penelitian sebagai berikut.
1. Bagaimana profil model mental siswa kemampuan tinggi, sedang dan
rendah pada pokok bahasan titrasi asam lemah basa kuat berdasarkan
TDM-IAE?
2. Apa miskonsepsi, troublesome knowledge, dan threshold concept yang
dialami siswa pada pokok bahasan titrasi asam lemah oleh basa kuat?
C. Tujuan Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah yang telah dikemukakan, penelitian ini
bertujuan untuk memperoleh gambaran tentang profil model mental siswa,
miskonsepsi, troublesome knowledge, dan threshold concept pada materi titrasi
asam basa khususnya pada pokok bahasan titrasi asam lemah basa kuat
5
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
D. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah:
1. Bagi guru, yaitu memberikan informasi mengenai profil model mental
siswa, miskonsepsi, troublesome knowledge, dan threshold concept pada
materi titrasi asam basa yang dapat digunakan guru sebagai bahan
pertimbangan dalam menentukan strategi yang dikembangkan dalam
kegiatan belajar dan mengajar yang mengacu pada tiga level representasi
kimia.
2. Bagi siswa, yaitu:
a. Meningkatkan pemahaman siswa pada materi titrasi asam basa.
b. Melatih kemampuan siswa dalam mengaitkan ketiga level representasi
kimia pada materi titrasi asam basa.
3. Bagi peneliti lain, yaitu menjadi bahan referensi untuk penelitian
selanjutnya dalam mengungkap profil model mental siswa.
E. Struktur Organisasi Skripsi
Skripsi ini terdiri dari lima bab. Bab pertama menyajikan hal-hal yang
berkaitan dengan pendahuluan dalam penelitian skripsi yang dilakukan. Adapun
bab kedua merupakan kajian pustaka yang berkaitan dengan penelitian skripsi
yang dilakukan. Sementara bab ketiga memaparkan hal-hal yang berhubungan
dengan metode penelitian skripsi yang dilakukan. Kemudian, bab keempat
menjelaskan tentang hasil dan pembahasan dari penelitian skripsi yang dilakukan
berdasarkan data-data yang diperoleh dari lapangan. Bab terakhir menyajikan
kesimpulan dan saran yang diperoleh dari penelitian skripsi yang dilakukan.
Setiap bab terdiri dari bagian bab yang disusun secara terstruktur sesuai
dengan penelitian yang dilakukan. Bab I Pendahuluan terdiri dari lima bagian bab
yaitu latar belakang penelitian, identifikasi dan rumusan masalah, tujuan
penelitian, manfaat penelitian, dan struktur organisasi skripsi. Sementara itu, Bab
II Kajian Pustaka terdiri dari empat bagian, yaitu profil model mental, Tes
Diagnostik Model Mental Interview About Event (TDM-IAE), pertanyaan probing
dalam wawancara dan deskripsi materi titrasi asam basa. Kemudian, Bab III
penelitian, metode penelitian, desain penelitian, definisi operasional, instrumen
penelitian, proses pengembangan instrumen penelitian, teknik pengumpulan data,
dan analisis data. Bab IV Hasil Penelitian dan Pembahasan dan Bab V
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 31
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
A. Lokasi dan Subjek Penelitian
Penelitian ini dilakukan di salah satu SMA Negeri di Kota Bandung.
Subjek penelitian ini adalah enam orang siswa SMA kelas XI IPA yang sudah
mendapatkan materi asam basa, larutan penyangga, hidrolisis dan titrasi asam
basa.
B. Metode Penelitian
Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode deskriptif.
Metode deskriptif merupakan metode yang menjelaskan fenomena dengan
mendeskripsikan karakteristik individu, kelompok, situasi, atau peristiwa.
Penelitian deskriptif bertujuan untuk membuat deskripsi, gambaran, atau
lukisan secara sistematis, faktual, dan akurat mengenai fakta-fakta, sifat-sifat
serta hubungan antar fenomena yang diselidiki (Nazir, 2003, hlm. 54). Dalam
penelitian deskriptif, peneliti tidak melakukan manipulasi atau memberikan
perlakuan-perlakuan tertentu terhadap variabel atau merancang sesuatu yang
diharapkan terjadi pada variabel, tetapi semua kegiatan, keadaan, kejadian,
aspek, komponen, atau variabel berjalan sebagaimana adanya (Sukmadinata,
2005, hlm. 73-74). Penelitian deskriptif dilakukan dengan menempuh
langkah-langkah pengumpulan, klasifikasi, pengolahan data, analisis data, dan
membuat kesimpulan dengan tujuan utama untuk membuat gambaran
terperinci tentang suatu subjek penelitian. Dalam penelitian ini, gambaran
terperinci tersebut adalah profil model mental siswa.
C. Desain Penelitian
Desain penelitian ini adalah penelitian kualitatif. Prosedur penelitian ini
secara umum terbagi menjadi tiga tahap, yaitu tahap persiapan, tahap
1. Tahap Persiapan
Pada tahap persiapan, langkah pertama yang dilakukan adalah
melakukan studi kepustakaan tentang karakteristik ilmu kimia dan model
mental. Dari hasil kepustakaan mengenai karakteristik ilmu kimia
kemudian menentukan topik kimia yang akan diteliti. Selanjutnya
dilakukan analisis SK-KD pada standar isi kurikulum 2006. Hal ini
dilakukan untuk menentukan kedalaman dan keluasan materi yang akan
digunakan dalam penelitian. Analisis konsep-konsep inti juga dilakukan
berdasarkan beberapa pustaka textbook kimia untuk menentukan ketepatan
konsep. Berdasarkan hasil analisis standar isi dan konsep inti kemudian
disusun indikator untuk instrumen penelitian. Berbekal pengetahuan
mengenai karakteristik imu kimia, model mental, serta indikator butir soal
yang telah disusun, selanjutnya dikembangkan instrumen penelitian berupa
pedoman wawancara dengan TDM-IAE dan video mengenai percobaan
titrasi asam basa. Instrumen tersebut kemudian divalidasi oleh lima orang
dosen kimia. Jika instrumen tidak valid, maka instrumen tersebut
dilakukan revisi. Jika instrumen tersebut sudah valid, maka dapat
dilakukan uji coba instrumen kepada beberapa orang siswa. Hal tersebut
dilakukan untuk mengetahui respon siswa terhadap pertanyaan-pertanyaan
yang ada dalam pedoman wawancara sehingga saat penelitian dilakukan
peneliti memiliki gambaran dari kemungkinan-kemungkinan jawaban
siswa.
2. Tahap Pelaksanaan
Pada tahap pelaksanaan dilakukan pengambilan data mengenai model
mental siswa pada konsep titrasi asam basa dengan TDM-IAE.
Pengambilan data dilakukan di salah satu SMA Negeri di kota Bandung.
Jumlah siswa yang diteliti sebanyak enam orang yang terdiri dari tiga
kelompok kemampuan berbeda, yaitu dua orang siswa kemampuan tinggi,
dua orang siswa kemampuan sedang, dan dua orang siswa kemampuan
rendah. Penentuan siswa kemampuan tinggi, rendah, dan sedang
berdasarkan penilaian guru kelas XI selama satu semester di sekolah
33
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
diperbolehkan berada dalam satu ruangan dengan siswa yang
diwawancarai dan mendengarkan percakapan saat wawancara. Pada saat
pengambilan data, sebelum wawancara dimulai, kondisi siswa dibuat
senyaman mungkin sehingga diharapkan mampu menjawab pertanyaan
dengan optimal. Proses wawancara dimulai dengan mengamati terlebih
dahulu video mengenai titrasi asam basa. Selanjutnya siswa diberikan
pertanyaan umum yang ada pada pedoman wawancara. Jika jawaban siswa
belum optimal maka diajukan beberapa pertanyaan probing untuk
menggali jawaban siswa. Setelah dilakukan pengambilan data, peneliti
mentranskripsi jawaban siswa ke dalam bentuk tulisan untuk
mempermudah analisis.
3. Tahap Akhir
Pada tahap akhir, jawaban siswa yang diperoleh dari hasil wawancara
yang telah ditranskripsikan ke dalam bentuk tulisan dan dilakukan
interpretasi tanpa merubah makna jawaban siswa. Hasil interpretasi
tersebut kemudian dibuat suatu pola jawaban siswa yang menunjukkan
profil model mentalnya. Selanjutnya, profil model mental siswa dianalisis
untuk menemukan miskonsepsi, troublesome knowledge, dan threshold
concept yang dialami siswa pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat.
Prosedur penelitian yang dilakukan tergambar pada alur penelitian
Studi literatur tentang karakteristik ilmu kimia
dan model mental
Menentukan pokok bahasan, analisis konten serta analisis SK dan KD dalam standar isi Kurikulum 2006
Perumusan indikator soal
Perumusan Instrumen TDM-IAE
Validasi indikator soal & instrumen TDM-IAE
Valid Revisi
Uji coba
Tidak
Ya
Pengambilan data
Transkripsi hasil wawancara
Interpretasi jawaban siswa Revisi
Tahap Persiapan
Tahap Pelaksanaan
Tahap Akhir
Siswa 1 Siswa 2 Siswa 3 Siswa 4 Siswa 5 Siswa 6
Kemampuan tinggi Kemampuan sedang Kemampuan rendah
Analisis profil model mental
Miskonsepsi Troublesome knowledge Threshold concept
[image:17.595.121.522.70.753.2]Profil model mental siswa pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat berdasarkan TDM-IAE
35
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
D. Definisi Operasional
1. Profil model mental adalah ikhtisar yang memberikan fakta-fakta
tentang representasi intrinsik mengenai kemampuan siswa dalam
menggunakan dan mempertautkan ketiga level representasi kimia
untuk menggambarkan dan menjelaskan suatu fenomena kimia.
2. TDM-IAE adalah salah satu jenis tes diagnostik model mental yang
digunakan untuk menggali kemampuan siswa dalam menggunakan dan
mempertautkan ketiga level representasi kimia untuk menggambarkan
dan menjelaskan suatu fenomena kimia melalui wawancara dengan
menyajikan masalah atau fenomena.
E. Instrumen Penelitian
Instrumen penelitian yang digunakan adalah serangkaian pedoman
wawancara berdasarkan TDM-IAE yang berisi 8 pertanyaan umum. Setiap
pertanyaan umum memiliki beberapa pertanyaan probing. Pertanyaan probing
digunakan untuk menggali jawaban siswa jika siswa menjawab pertanyaan
umum kurang optimal. Selain pertanyaan umum dan pertanyaan probing,
jawaban yang mungkin dari setiap butir pertanyaan juga tersedia dalam
pedoman wawancara. Pedoman wawancara untuk mengetahui profil model
mental siswa pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat berdasarkan
TDM-IAE secara lengkap dapat dilihat pada lampiran C.
F. Proses Pengembangan Instrumen
Pengembangan instrumen yang dilakukan pada penelitian ini terdiri dari
empat tahap, yaitu analisis standar isi berdasarkan kurikulum 2006, analisis
konsep titrasi asam lemah oleh basa kuat dari beberapa buku teks general
chemistry, perumusan indikator butir soal, dan pengembangan instrumen
wawancara berdasarkan TDM-IAE. TDM-IAE yang dikembangkan berfokus
pada fenomena yang diamati dari video proses titrasi asam lemah oleh basa
kuat.
Instrumen pedoman wawancara berdasarkan TDM-IAE dan video proses
orang dosen kimia. Instrumen yang telah divalidasi kemudian diuji cobakan
terhadap beberapa orang siswa. Validasi instrumen terdiri dari beberapa tahap,
yaitu validasi kesesuaian indikator butir soal terhadap Kompetensi Dasar (KD)
berdasarkan kurikulum 2006 materi titrasi asam basa, validasi kesesuaian butir
soal terhadap indikator butir soal, dan validasi kesesuaian butir soal dengan
jawaban. Adapun secara lebih rinci, hasil validasi instrumen adalah sebagai
berikut.
1. Hasil Validasi Kesesuaian Indikator Butir Soal terhadap Kompetensi
Dasar (KD) berdasarkan Kurikulum 2006
Indikator butir soal ditentukan dari penurunan Kompetensi Dasar (KD)
berdasarkan kurikulum 2006 yang terkait dengan materi titrasi asam basa.
Berdasarkan hasil analisis Kompetensi Dasar (KD) tersebut, dikembangkan 8
37
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
2. Hasil Validasi Kesesuaian Butir Soal terhadap Indikator Butir Soal
Butir soal terdiri dari pertanyaan umum dan pertanyaan probing.
Berdasarkan analisis hasil validasi butir soal, diputuskan bahwa pertanyaan
probing dibagi menjadi dua tahap, yaitu pertanyaan probing umum dan
pertanyaan probing khusus agar wawancara yang dilakukan lebih mendalam
dan terarah. Dari hasil validasi butir soal, terdapat beberapa perbaikan. Pada
pertanyaan probing untuk pertanyaan umum 2 tentang penentuan konsentrasi
larutan CH3COOH dalam cuka yang dititrasi oleh larutan NaOH harus
ditambah pertanyaan probing khusus, seperti jumlah mol NaOH dan
CH3COOH dalam larutan berdasarkan persamaan reaksi. Pada pertanyaan
probing untuk pertanyaan umum 3, 4, 5, dan 6 tentang perhitungan pH larutan
harus ditambah pertanyaan probing khusus untuk menuntun siswa menurunkan
rumus perhitungan pH larutan asam lemah, larutan penyangga, hidrolisis
garam, dan basa kuat. Pada pertanyaan umum 7 harus ditambah pertanyaan
probing umum tentang tabel, sumbu tegak dan sumbu datar pada kurva titrasi
asam basa.
3. Hasil Validasi Kesesuaian Jawaban terhadap Pertanyaan dalam Pedoman
Wawancara
Secara umum, jawaban pertanyaan sudah sesuai dengan pertanyaan yang
dikembangkan dalam pedoman wawancara. Namun, ada beberapa jawaban
yang harus diperbaiki agar sesuai dengan tujuan dari pertanyaan yang
dikembangkan dalam TDM-IAE pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat.
Jawaban pertanyaan yang direvisi antara lain, jawaban pada pertanyaan
menghitung pH larutan asam lemah, pH saat terbentuk larutan penyangga, dan
pH saat terjadi proses hidrolisis harus diuraikan penurunan rumusnya, sehingga
jawaban pertanyaan tidak menuntut siswa menghafal konsep kimia yang
berkaitan dengan level simbolik, khususnya rumus perhitungan pH tanpa
mengetahui makna setiap rumusan yang ada dan mengkaitkannya dengan level
4. Hasil Uji Coba Instrumen Pedoman Wawancara
Instrumen hasil validasi yang telah direvisi kemudian diuji cobakan
terhadap beberapa orang siswa. Uji coba dilakukan untuk mengetahui apakah
butir-butir soal pada pedoman wawancara mudah dipahami oleh siswa atau
tidak.
Berdasarkan hasil uji coba, ada beberapa perbaikan terhadap instrumen
pedoman wawancara yang digunakan. Pada pedoman wawancara, dilakukan perbaikan pada pertanyaan umum 4 yang berbunyi “Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH3COOH dititrasi oleh larutan NaOH sebelum titik
ekivalen tercapai berdasarkan pH larutan?” menjadi “Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH3COOH dititrasi oleh 10 mL larutan NaOH
berdasarkan pH larutannya?”. Selain itu, pada pertanyaan umum 5 yang berbunyi “Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH3COOH dititrasi oleh
larutan NaOH mencapai titik ekivalen berdasarkan pH larutan?” dilakukan perbaikan menjadi “Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH3COOH
dititrasi oleh 20 mL larutan NaOH berdasarkan pH larutannya?”. Pada petanyaan umum 6 yang berbunyi “Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH3COOH dititrasi oleh larutan NaOH melewati titik ekivalen berdasarkan pH
larutan?” dilakukan perbaikan menjadi “Jelaskan apakah yang terjadi ketika larutan CH3COOH dititrasi oleh 30 mL larutan NaOH berdasarkan pH
larutannya?”. Perbaikan ini dilakukan karena pertanyaan tersebut tidak dipahami oleh siswa.
G. Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan data dari hasil wawancara dilakukan terhadap enam orang
siswa yang terdiri dari dua orang siswa dengan kemampuan tinggi, dua orang
siswa dengan kemampuan sedang, dan dua orang siswa dengan kemampuan
rendah. Pemilihan keenam siswa dengan kemampuan berbeda, yaitu tinggi,
sedang, dan rendah agar dapat mewakili kemampuan siswa lainnya.
Siswa-siswa tersebut dipilih berdasarkan hasil diskusi dengan guru mata pelajaran
39
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
siswa dilakukan berdasarkan prestasi yang diraih siswa pada mata pelajaran
kimia.
Sebelum dilakukan wawancara, peneliti melakukan pendekatan kepada
siswa dengan memberikan beberapa pertanyaan, seperti menanyakan kabar,
pengalaman belajar kimia, dan pertanyaan lain agar siswa merasa nyaman dan
tidak tegang. Jika dirasa siswa sudah merasa nyaman dan tidak tegang, siswa
disajikan tayangan video proses titrasi asam lemah oleh basa kuat dan
kemudian diberikan soal pada kertas yang telah dipersiapkan sebelumnya
tentang penentuan konsentrasi CH3COOH dan kurva titrasi asam basa. Setelah
itu, wawancara dimulai dengan memberikan pertanyaan umum yang terdapat
dalam pedoman wawancara. Jika jawaban siswa kurang optimal maka diajukan
pertanyaan probing umum dan probing khusus berdasarkan jawaban yang
dikemukakan siswa. Setiap proses wawancara direkam dengan rekaman suara
untuk memudahkan proses analisis data. Selain itu, untuk setiap siswa
disediakan alat tulis berupa pensil, ballpoint dan kertas serta alat hitung untuk
memudahkan siswa menjelaskan, menghitung, dan menuliskan jawabannya.
H. Analisis Data
Analisis data yang dilakukan pada penelitian ini terdiri dari empat tahap.
Pada tahap pertama, jawaban siswa mengenai penjelasan dari pertanyaan yang
diajukan selama proses wawancara dalam bentuk rekaman suara dan
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
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
41
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
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
43
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 CH3COOH = � �� � �
= =
= 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)
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,
45
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)
Kh = [�� � �][ �
−]
[�� � −]
Kh = [ �
−]
[�� � −]
[OH-]2 = Kh�[�� ���−]
[OH-] = √�ℎ � [�� ���−]
Penentuan nilai tetapan hidrolisis (Kh)
Kh = [�� � �][ �
−]
[�� � −] ×
[�+]
[�+] =
[�� � �]
[�� � −][�+] × [OH
-][H+]
=
� × Kw = � � =
× −
,8 × −
Kh = 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
47
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
49
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
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
[image:33.842.15.834.17.485.2]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
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan yang dipaparkan pada bab IV,
dapat ditarik simpulan bahwa :
1. Profil model mental siswa kemampuan tinggi menunjukkan pemahaman yang
parsial pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat. Siswa kemampuan
tinggi dapat menjawab benar dengan pertanyaan probing pada konsep
penentuan konsentrasi asam asetat dalam cuka, pH larutan asam lemah, pH
larutan saat terbentuk larutan penyangga, pH larutan saat terjadi proses
hidrolisis, pH larutan basa kuat, dan analisis kurva titrasi asam basa. Siswa
kemampuan tinggi tidak dapat menjawab dengan benar walaupun sudah
diberikan pertanyaan probing pada konsep prinsip titrasi asam basa dan
menggambar kurva titrasi asam basa, khususnya pada sub konsep titik
ekivalen, titik akhir titrasi dan menghubungkan volume NaOH yang
ditambahkan terhadap pH larutan dalam bentuk kurva titrasi asam basa.
Profil model mental siswa kemampuan sedang menunjukkan
pemahaman yang parsial pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat. Siswa
kemampuan sedang dapat menjawab benar dengan pertanyaan probing pada
konsep pH larutan asam lemah, pH larutan basa kuat, dan analisis kurva
titrasi asam basa. Siswa kemampuan sedang dapat menjawab benar tanpa
pertanyaan probing pada konsep menggambar kurva titrasi asam basa. Siswa
kemampuan sedang tidak dapat menjawab dengan benar walaupun sudah
diberikan pertanyaan probing pada konsep prinsip titrasi asam basa,
penentuan konsentrasi asam asetat dalam cuka, pH larutan saat terbentuk
larutan penyangga dan pH larutan saat terjadi proses hidrolisis.
Profil model mental siswa kemampuan rendah menunjukkan
pemahaman yang parsial pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat. Siswa
kemampuan rendah dapat menjawab benar dengan pertanyaan probing pada
rendah dapat menjawab dengan benar tanpa pertanyaan probing pada konsep
menggambar kurva titrasi asam basa. Siswa kemampuan rendah tidak dapat
menjawab dengan benar walaupun sudah diberikan pertanyaan probing pada
konsep prinsip titrasi asam basa, pH larutan asam lemah, pH larutan saat
terbentuk larutan penyangga, pH larutan saat terjadi proses hidrolisis, pH
larutan basa kuat dan analisis kurva titrasi asam basa.
2. Terdapat beberapa miskonsepsi, troublesome knowledge, dan threshold
concept pada materi titrasi asam lemah oleh basa kuat yang ditemukan pada
penelitian ini. Sebagian besar siswa mengalami miskonsepsi pada konsep
reaksi netralisasi, indikator asam basa, titik ekivalen, titik akhir titrasi,
hidrolisis, dan reaksi ionisasi asam lemah. Sebagian besar siswa juga
mengalami troublesome knowledge dalam menghitung pH larutan pada setiap
tahap titrasi asam basa, memahami hubungan antara asam lemah dengan basa
konjugasinya yang berasal dari garam sehingga membentuk larutan
penyangga, dan menghubungkan pH larutan terhadap volume larutan basa
yang ditambahkan dalam bentuk kurva titrasi asam basa. Threshold concept
yang ditemukan dalam penelitian ini, yaitu reaksi ionisasi asam lemah dan
tetapan kesetimbangan kimia.
B. Saran
Berdasarkan penelitian yang dilakukan, beberapa saran atau rekomendasi
yang diajukan peneliti diantaranya adalah :
1. Profil model mental siswa yang dimiliki siswa dapat dijadikan pertimbangan
bagi guru dalam menentukan strategi pembelajaran yang akan dirancang
tentang materi asam basa yang mempertautkan ketiga level representasi.
2. Profil model mental yang dimiliki siswa dapat dijadikan pertimbangan dalam
pengembangan bahan ajar pada materi asam basa yang mempertautkan ketiga
level representasi sebagai salah satu upaya untuk mengatasi miskonsepsi yang
dimiliki siswa pada materi asam basa.
3. Beberapa miskonsepsi, troublesome knowledge, dan threshold concept yang
ditemukan dalam penelitian ini dapat ditelusuri lebih jauh untuk mengetahui
95
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
4. Tes Diagnostik Model Mental Interview About Event (TDM-IAE) dapat
dijadikan bahan referensi untuk penelitian selanjutnya dalam mengungkap
Riska Padmi Dwi Utami, 2015
Arifin, M. (2000). Strategi Belajar Mengajar Kimia Prinsip dan Aplikasinya
Menuju Pembelajaran yang Efektif. Bandung: Jurusan Pendidikan Kimia
Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Indonesia.
Artdej, R., Ratanaroutai, T., Coll, R. K., dan Thongpanchang, T. (2010). Thai
Grade 11 students’ alternative conceptions for acid-base chemistry. Research
in Science & Technological Education, 28 (2), hlm. 167-183.
Balci, C. (2006). Conceptual Change Text Oriented Instruction to Facilitate
Conceptual Change in Rate of Reaction Concepts. (Thesis). Middle East
Technical University.
Chandrasegaran, A. L. (2007). “The Development of a Two-Tier Multiple-Choice
Diagnostic Instrument For Evaluating Secondary School Students’ Ability To Describe and Explain Chemical Reactions Using Multiple Levels of
Representation”. Chemistry Education Research and Practice 8, (3), hlm.
293-307.
Chittleborough, G. D. (2002). “Constraints To The Development of First Year University Chemistry Student’s Mental Model of Chemical Fenomena”. Teaching and Learning Forum.
Chittleborough, G. D. (2004). The Role of Teaching Models and Chemical
Representations in Developing Students’ Mental Models of Chemical Phenomena. (Thesis). Curtin University of Technologi: tidak diterbitkan.
Coll, R. K. & Treagust, D. F. (2002). Investigation of Secondary School,
Undergraduate, and Graduate Learners’ Mental Models of Ionic Bonding.
Journal of Research in Science Teaching, 40 (5), hlm. 464-486.
Demircioglu, G. (2009). Comparison of the effects of conceptual change texts implemented after and before instruction on secondary school students’ understanding of acid-base concepts. Asia-Pacific Forum on Science Learning and Teaching, Volume 10, Issue 2, Article 5, hlm. 1-29.
Dhindsa, H. S. & Treagust, D. F. (2009). “Conceptual Understanding of
Brunenian Tertiary Students: Chemical Bonding Ana Structure”. Burnei Int
Journal of Science and Math Education, 1 (1), hlm. 33-51.
Gilbert, J. K. & Treagust, D. F. (2009). Multiple Representations in Chemical
97
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
Heck, A., Kedzierska, E., Rogers, L. & Chmurska, M. (2010). Acid-Base Titration Curves in an Integrated Computer Learning Environment. Universiteit van Amsterdam.
Jansoon, N., Coll, R., & Samsook, E. (2009). Understanding Mental Models of Dilution in Thai Students. International Journal of Enviromental &Science
Education, 4 (2), hlm. 147-168.
Jespersen, N. D., Brady, J. E., & Hyslop, A. (2012). Chemistry The Molecular
Nature of Matter. New York: John Wiley and Sons, Inc.
Marantika, R. N. (2014). Profil Model Mental Siswa pada Penentuan ∆H Reaksi
Penetralan dengan TDM-IAE. (Skripsi). Fakultas Pendidikan Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung.
Marie, R. D. (2003). The development of students mental models of chemical
substances and processes at the molecular level. (Disertasi). Faculty of the
Graduate School, University of Western Sydney, Sydney.
Meyer, J. & Land, R. (2003). Threshold Concepts and Troublesome Knowledge:
Linkages to Ways of Thinking and Practising within the Diciplines.
Enhancing Teaching-Learning Environments in Undergraduate Courses.
McMurry, J. (2003). Chemistry Fourth Edition. New Jersey : Prentice Hall.
Nazir, M. (2003). Metode Penelitian. Jakarta: Ghalia Indonesia.
Sendur, G. & Toprak, M. (2003). The Role of Conceptual Change Texts to
Improve Students’ Understanding of Alkenes. Journal of chemistry education
research and practice. 14, hlm. 431-449.
Sheppard, K. (2006). High school students’ understanding of titrations and related acid-base phenomena. Chemistry Education Research and Practice, 2006, 7 (1), hlm. 32-45.
Silberberg, M. S. (2007). Principles of General Chemistry. New York: McGraw-Hill.
Sirhan, G. (2007). Learning Difficulties in Chemistry: An Overview. Journal of Turkish Science Education, 4 (2), hlm. 2-40.
Sukmadinata, N. S. (2005). Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: Program Pascasarjana Universitas Pendidikan Indonesia dan PT Remaja Rosdakarya.
Tan, K. C. (2000). Development and Applicaton of a Diagnostic Instrument to
Treagust, D. F., Chittleborough, G., & Mamiala, T. L. (2003). The role of submicroscopic and symbolic representations in chemical explanations.
International Journal of Science Education, 25 (11), hlm. 1353-1368.
Wang, C. Y. (2007). The Role of Mental Modeling Ability, Content Knowledge,
and Mental Models in General Chemistry Students’ Understanding about Molecular Polarity. Disertasi Doktor pada University of Missouri: tidak
diterbitkan.
Whitten. (2008). General Chemistry Seventh Edition. Amerika: Brooks Cole.
Wiji. (2014). Pengembangan desain perkuliahan kimia sekolah berbasis model
mental untuk meningkatkan pemahaman materi subyek mahasiswa calon guru kimia. (Thesis). Universitas Pendidikan Indonesia: tidak diterbitkan.
Wu, H. K., Krajcik, J. S., & Soloway, E. (2001). Promoting Conceptual
Understanding of Chemical Representations: Students’ Use of a Visualization