7 BAB II
KAJIAN PUSTAKA, KERANGKA BERPIKIR, DAN HIPOTESIS
A. Kajian Pustaka 1. Teori Belajar
a. Teori Jean Piaget
Menurut piaget, pengetahuan dibentuk melalui interaksi antara individu dan lingkungannya, namun interaksi yang terjadi tidak sekedar berupa penuangan informasi lingkungan ke dalam pikiran individu.
Kemampuan belajar ditentukan oleh kemauan, kemandirian, dan keaktifan individu. Keaktifan siswa menjadi faktor penting dalam mencapai keberhasilan belajar. Piaget mendiskripsikan tahapan kognitif berdasarkan proses adaptasi berimbang (ekuilibrium) yang mencakup proses asimilasi atau proses menyatukan struktur kognitif yang sudah diketahui siswa dengan informasi baru yang diperolehnya, dan proses akomodasi atau proses menyesuaikan struktur kognitif siswa dengan suasana atau kondisi belajar yang sedang berlangsung. Dengan demikian, proses ekuilibrium dapat diartikan sebagai proses menyesuaikan proses asimilasi dengan akomodasi, dimana jika tahap ekuilibrium berhasil maka keseimbangan pemikiran akan didapatkan oleh siswa (Sani, 2014: 11-12).
Sumbangan teori belajar piaget dalam penelitian ini yaitu memberikan pemahaman pentingnya interaksi individu dengan lingkungannya. Selain itu, keaktifan siswa juga menjadi faktor penting dalam mencapai keberhasilan belajar. Hal tersebut sesuai dengan penelitian ini, dimana pembelajaran Guided Discovery akan menuntut siswa untuk aktif membangun pengetahuannya sendiri, sedangkan kombinasi antara model Guided Discovery dengan NHT akan memberikan fasilitasi kepada siswa agar dapat berinteraksi dengan lingkungannya.
b. Teori Ausubel
Proses belajar dalam teori Ausubel adalah proses belajar bermakna, yang berlangsung ketika beberapa informasi baru dapat dikaitkan dengan
konsep-konsep yang relevan dalam struktur pengetahuan siswa. Proses belajar dapat terjadi apabila siswa mampu melakukan asimilasi pengetahuan yang telah dimiliki dengan informasi baru yang dipelajari (Sani, 2014: 15- 16).
Sumbangan teori belajar Ausubel yaitu dalam penelitian ini siswa diharapkan memperoleh pembelajaran yang lebih bermakna dengan cara menemukan sendiri konsep-konsep dalam materi larutan penyangga dengan melibatkan beberapa pemahaman konsep lama yang telah dimiliki. Teori belajar tersebut sesuai dengan karakter dari materi larutan penyangga yang didalamnya banyak terdapat materi prasyarat yang harus dipahami terlebih dahulu.
c. Teori Vygotsky
Menurut Sani (2014: 19-21), teori belajar Vygotsky bertujuan untuk membentuk pengetahuan dan mendorong perkembangan kognitif melalui penguasaan terhadap proses sosial dari siswa. Prinsip dari teori Vygotsky ini diantaranya yaitu:
1) Siswa belajar melalui proses pembelajaran sosial, dimana siswa berinteraksi dengan seseorang yang lebih mampu.
2) Siswa akan lebih mudah mempelajari suatu konsep jika keberadaan konsep tersebut masih pada zona perkembangan terdekat mereka.
3) Siswa secara bertahap mendapatkan keahlian melalui proses pemagangan kognitif yang terjadi ketika siswa berinteraksi dengan orang lain yang telah menguasai bidang tertentu
4) Scaffolding, pemberian tugas-tugas yang realistis dan kompleks kepada siswa dengan bimbingan dari guru, dimana bantuan yang secukupnya tetap diberikan oleh guru agar siswa dapat menyelesaikan tugas tersebut.
Sumbangan teori belajar Vygotsky dalam penelitian ini yaitu memberikan penekanan pada aspek sosial. Berkaitan dengan penelitian ini, dalam pembelajaran Guided Discovery siswa juga akan mendapatkan bimbingan dari guru dalam penyelesaian masalah, sedangkan kombinasi model Guided Discovery dengan NHT diharapkan mampu memberikan
dorongan kepada siswa untuk berdiskusi dan saling membantu selama penyelesaian masalah dalam kelompok.
2. Kimia dan Pembelajaran Kimia
Pembelajaran dapat didefinisikan sebagai proses interaksi antara siswa dengan guru dan sumber belajar dalam suatu lingkungan belajar (UU No. 20 tahun 2003). Menurut Aunurrahman (2014: 34) pembelajaran merupakan suatu sistem yang berisi rangkaian peristiwa yang disusun untuk mendukung, membantu, serta mempengaruhi siswa dalam belajar. Suprihatiningrum (2013:
75) menyebutkan bahwa pembelajaran dalah susunan kegiatan yang melibatkan proses perencanan lingkungan dan penyusunan informasi untuk memudahkan siswa melakukan proses belajar.
Berdasarkan beberapa definisi yang telah disebutkan, pembelajaran didefinisikan sebagai sebuah rangkaian proses interaksi timbal balik yang terjadi dalam suatu lingkungan belajar antara siswa dengan guru dan sumber belajar dengan tujuan untuk memudahkan siswa dalam proses belajar.
Ilmu kimia merupakan ilmu yang perkembangannya didasarkan pada proses eksperimen. Proses tersebut dilakukan untuk mencari jawaban atas pertanyaan yang berkaitan dengan segala hal dari suatu zat atau materi, seperti sifat, struktur, komposisi, transformasi, energetika dan dinamika zat. Menurut Depdiknas (2013), ilmu kimia adalah produk temuan saintis (berupa hukum, prinsip, teori, atau fakta) yang diperoleh dari suatu proses kerja ilmiah. Menurut Johnstone (1993), ilmu kimia mencakup tiga tingkatan pemikiran seperti pada Gambar 2.1.
macro and tangible
submicro representational Gambar 2.1 Segitiga kimia menurut Johnstone
Level makro dan nyata (macro and tangible) merupakan fenomena yang dapat dilihat, disentuh, dan dicium. Level submikro (submicro) merupakan
fenomena yang tidak dapat teramati langsung oleh mata. Level representasional (representational) merupakan submikro ke dalam suatu simbol, rumus, persamaan, molaritas, manipulasi matematika dan grafik. Tiga level tersebut saling melengkapi.
Larutan penyangga adalah salah satu topik yang dibahas dalam ilmu kimia. Materi tersebut juga mencakup tiga tingkatan pemikiran menurut Johnstone. Contoh yang relevan pada materi larutan penyangga pada level makro dan nyata adalah air ludah sebagai larutan penyangga yang mempertahankan pH didalam mulut. Pada level submikro, penyangga fosfat yang terkandung dalam air liur dapat menetralkan asam hasil fermentasi sisa- sisa makanan. Sedangkan pada level representasional, penyangga fosfat dapat di representasikan kedalam rumus kimia. Dengan demikian, pembahasan secara komprehensif terhadap ketiga tingkatan berpikir (makro dan nyata, submikro, dan representasional) dalam pembelajaran kimia harus selalu dilibatkan.
3. Prestasi Belajar
Prestasi belajar merupakan hasil pengukuran dari proses belajar yang dinyatakan dengan kalimat, huruf, atau simbol untuk mengetahui ketercapaian tujuan pembelajaran dalam pada periode tertentu (Hamdani, 2011: 138).
Menurut Sudjana (Kunandar, 2014: 62) hasil belajar merujuk pada kemampuan siswa setelah dilakukan pembelajaran. Kemampuan siswa dalam pengukuran prestasi belajar meliputi aspek pengetahuan, sikap, dan keterampilan.
Berdasarkan uraian dari beberapa tokoh yang telah disebutkan, dapat disimpulkan bahwa prestasi belajar merupakan hasil pengukuran dan penilaian pada aspek pengetahuan, sikap, dan keterampilan siswa sebagai bentuk pencapaian setelah melalui proses pembelajaran dan pegalaman belajar.
4. Model Pembelajaran Guided Discovery
Pembelajaran Discovery dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu Pure Discovery, Guided Discovery Learning, dan expository. Dalam model Pure Discovery, siswa diberikan permasalahan oleh guru tanpa atau dengan sedikit bimbingan terhadap penyelesaian permasalahan tersebut. Pada model pembelajaran Guided Discovery, siswa diberikan masalah oleh guru tetapi dalam
penyelesaian masalah guru juga memberikan petunjuk, arahan, dan umpan balik agar siswa mendapat penyelesaian masalah yang benar. Sedangkan pada expository, di mana siswa diberikan masalah bersama dengan jawaban yang benar. Dalam membantu siswa belajar, penemuan terbimbing lebih efektif dibanding penemuan murni (Mayer, 2004).
Menurut Hammer (2009) Discovery Learning khusus dirancang untuk melibatkan siswa dalam penyelidikan melalui materi dan bimbingan oleh guru, kemudian mereka "menemukan" konten yang dimaksud. Menurut Olorode &
Jimoh (2016), Guided Discovery merupakan pembelajaran di mana siswa didorong untuk menemukan beberapa konsep dalam materi yang dipelajari secara mandiri, dimana guru hanya sebagai wali, sedangkan siswa sebagai peserta yang aktif dalam proses belajar. Menurut Akuma (Alabi & Lasisi, 2015) Guided Discovery adalah model pembelajaran yang mempekerjakan eksplorasi, manipulasi, dan eksperimen untuk menemukan ide-ide baru, dan itu berorientasi pada strategi pemecahan masalah. Dalam pembelajaran Guided Discovery akan membimbing siswa langkah demi langkah untuk membuat serangkaian inovasi yang mengarah pada tujuan pembelajaran yang diharapkan. Penerapan Guided Discovery ini dilakukan agar siswa dapat lebih mudah dan terarah penemuannya karena adanya bimbingan dari guru. Penerapan Guided Discovery menghendaki siswa agar terlibat dalam kegiatan pembelajaran, sehingga diharapkan siswa dapat menguasai materi secara lebih mendalam dengan ingatan yang lebih lama.
Menurut Suprihatiningrum (2013: 248), langkah-langkah pembelajaran model Guided Discovery yaitu:
a. Stimulation
Siswa medapatkan persoalan/permasalahan dari guru.
b. Problem Statement (penetapan masalah)
Siswa mengidentifikasi masalah dari guru untuk kemudian dilakukan perumusan hipotesis sesuai dengan permasalahan yang dihadapi.
c. Data Collection (kegiatan penemuan)
Siswa dengan bimbingan guru melakukan kegiatan pengumpulan informasi, baik melalui observasi, wawancara, membaca literatur, dan sebagainya.
d. Data Processing (mengolah data)
Siswa mendapatkan kesempatan untuk mengolah informasi atau data yang telah diperoleh, untuk kemudian ditafsirkan.
e. Verification (mempresentasikan hasil kegiatan penemuan)
Dengan bimbingan dari guru, siswa menyajikan hasil temuannya.
f. Generalization (generalisasi)
Guru membimbing siswa dalam merumuskan kesimpulan atau menemukan konsep.
Penggunaan model Guided Discovery dilakukan dalam penelitian ini karena model tersebut cukup efektif digunakan dalam pembelajaran kimia.
Akani (2017) dalam penelitiannya menyatakan bahwa penggunaan Guided Discovery dalam pengajaran kimia lebih efektif dan berorientasi pada hasil
daripada metode pengajaran konvensional. Selain efektif, model Guided Discovery juga sesuai dengan karakteristik materi larutan penyangga yang memerlukan daya pemahaman yang cukup bagi siswa dalam mempelajari materi tersebut. Melalui model Guided Discovery yang dalam proses pembelajarannya mendorong siswa untuk menggali konsep-konsep dalam suatu materi yang dipelajari secara mandiri dengan tetap medapatkan bimbingan dari guru, sehingga siswa diharapkan mendapat kemudahan dalam memahami serta menanamkan konsep-konsep pada materi larutan penyangga ke dalam diri siswa secara mendalam.
Pembelajaran Discovery memiliki kelebihan dan kelemahan, antara lain yaitu (Roestiyah, 2012: 20-21):
a. Kelebihan Pembelajaran Discovery
1) Mampu mendorong perkembangan siswa dengan meningkatkan keterampilan proses kognitif
2) Siswa mendapatkan pengetahuan yang bersifat individual, sehingga dapat tertanam kuat
3) Mampu mendorong semangat belajar siswa
4) Mampu membimbing siswa, sehingga siswa termotivasi untuk belajar
5) Siswa menjadi lebih percaya diri karena guru membimbing siswa selama proses penemuan konsep
6) Guru hanya sebagai fasilisator, sehingga pembelajaran menjadi berpusat kepada siswa (Student Centered Learning).
b. Kelemahan Pembelajaran Discovery
1) Proses pembelajaran bergantung pada kesiapan mental dari siswa 2) Untuk kelas yang relative besar, model tersebut kurang efektif
3) Proses mental yang berlangsung hanya tidak menitik beratkan pada perkembangan sikap dan keterampilan siswa kurang diperhatikan 4) Interaksi antar siswa kurang terfasilitasi
5. Model Pembelajaran Numbered Heads Together (NHT)
Arends (2001: 326) dalam bukunya menyebutkan bahwa model NHT dapat mendorong keterlibatan siswa dalam melakukan pembahasan materi dalam proses belajar mengajar. Menurut Arends (2001: 326) pembelajaran menggunakan model NHT dilakukan dengan mengikuti empat langkah pembelajaran berikut ini:
a. Numbering
Siswa dibagi menjadi beberapa kelompok oleh guru. Setelah itu, masing- masing siswa diberikan nomor.
b. Questioning
Pemberian pertanyaan oleh guru kepada siswa.
c. Heads Together
Siswa didalam kelompok memikirkan dan memberikan ide dalam rangka menyelesaikan permasalahan/pertanyaan yang telah diberikan. Semua anggota dipastikan harus memahami jawaban pertanyaan tersebut.
d. Answering
Guru memanggil suatu nomor, kemudian siswa dengan nomor bersesuaian harus menyampaikan jawabannya di depan kelas.
Model pembelajaran NHT dipilih dalam penelitian ini karena model tersebut memiliki kesesuaian dengan karakter siswa kelas XI MIPA SMAN 1 Ngemplak yang kurang merespon ketika dilibatkan dalam pembelajaran.
Mjuenurut Alie (2013), ciri khas dari model NHT terletak pada mekanisme penentuan siswa yang akan menjawab di depan kelas. Dalam proses penetapan tersebut, guru menyebutkan satu nomor secara acak, siswa tidak diberi tahu terlebih dahulu nomor berapakah yang akan disebutkan, kemudian siswa yang memiliki nomor bersesuaian harus menyampaikan jawaban atau hasil diskusi didepan kelas. Mekanisme penentuan tersebut mampu mendorong siswa untuk bertanggung jawab dan bekerja sama selama kegiatan diskusi berlangsung didalam, sehingga siswa terdorong untuk lebih aktif terlibat dalam pembelajaran.
Alie (2013) dalam penelitiannya menyebutkan bahwa model NHT juga mampu mendorong siswa untuk berpikir, menemukan konsep dan memahami materi, sehingga prestasi belajar siswa mampu meningkat. Meski demikian, menurut Hamdani (2011: 90), model tersebut juga memiliki beberapa kelebihan, antara lain yaitu:
a. Kelebihan model pembelajaran NHT yaitu:
1) Masing-masing siswa memiliki kesiapan yang cukup untuk mengikuti pembelajaran
2) Siswa terdorong untuk berperan akif dalam proses pembelajaran, diantaranya melalui kegiatan diskusi
3) Terjadi kerjasama dan pertukaran informasi antar siswa dalam satu kelompok
b. Kelemahan model pembelajaran NHT yaitu:
1) Terdapat kemungkinan untuk kembali terpanggilnya nomor yang sudah dipanggil
2) Siswa memiliki kesempatan yang terbatas untuk menyampaikan jawaban, sehingga tidak semua siswa mendapatkan giliran
6. Penggabungan Model Pembelajaran Guided Discovery dan Numbered Heads Together (NHT)
Menurut Mayer (2004), penerapan Guided Discovery dalam pembelajaran memiliki efektivitas yang baik, karena dapat membangun pengetahuan baru melalui proses integrasi antara informasi dengan pengetahuan awal siswa. Yusniawati, dkk. (2015) menyebutkan bahwa dalam pelaksanaan
pembelajaran Guided Discovery pengembangan sikap sosial kurang terfasilitasi.
Padahal salah satu mekanisme penting untuk perkembangan peserta didik adalah pembelajaran sosial atau kooperatif. Menurut Passerini dan Granger (1999) dalam suatu pembelajaran dapat dilakukan suatu upaya pengabungan model dengan cara menggabungkan langkah demi langkah dari setiap model guna mencapai tujuan pembelajaran.
Penggabungan model Guided Discovery dan NHT dalam penelitian dilakukan dengan cara menggabungkan sintak dari masing-masing model menjadi urutan sintak yang baru yang kemudian dapat diaplikasikan kedalam pembelajaran. Model harus memiliki langkah-langkah spesifik untuk memandu tindakan dari guru maupun siswa (Roberts, Williams, Kim, & Dunnington, 2009). Menurut penelitian Yusniawati, dkk. (2015) penggabungan sintak NHT dan Guided Discovery disebut dengan Sintak NTGD ( Numbered Team Guided in Discovery) termuan didalam Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Sintak NTGD (Numbered Team Guided in Discovery) Sintak Guided
Discovery Sintak NTGD Sintak NHT
Nomori (Numbering)
Numbering (Pemberian nomor siswa) Memberikan
gambaran awal (Stimulation)
Amati (Stimulation melalui pengamatan)
Menetapkan masalah (Problem Statement)
Pertanyaan (Problem Statement + Questioning)
Questioning (Pengajuan Pertanyaan) Mengumpulkan data
(Data Collection) Kumpulkan (Data Collection) Mengolah data(Data
Processing)
Tim diskusi (Data Processing + Think
Together)
Think Together (berpikir bersama) Pengujian jawaban
(Verification) Luaskan (Verification + Answering)
Answering (menjawab) Penarikan kesimpulan
(Generalization)
(Generalization) Simpulkan
7. Media Pembelajaran Question Wheel
Menurut Muchlis, Isnawati & Trimulyono (2016), media Question Wheel (roda pertanyaan) adalah media berbasis permainan yang dapat mendorong keaktifan siswa dalam menjawab pertanyaan. Media Question Wheel berupa lingkaran yang terbagi menjadi juring-juring dimana masing-masing juring terdapat pertanyaan yang berbeda.
Dalam penelitian ini digunakan Question Wheel karena untuk membantu jalannya pembelajaran Numbered Heads Together (NHT). Selain itu, Question Wheel merupakan media yang cukup bagus untuk menarik perhatian siswa agar fokus dan aktif terlibat pada pembelajaran. Muchlis, dkk. (2016) dalam penelitiannya menyatakan bahwa media Question Wheel sangat baik dalam peningkatan keaktifan menjawab siswa.
Dalam penelitian Muchlis, dkk. (2016) menyebutkan bahwa terdapat beberapa kelebihan dari Question Wheel dalam pembelajaran, antara lain:
a. Question Wheel adalah media yang berbasis permainan, sehingga menyenangkan
b. Meningkatkan keterlibatan aktif dan melatih kemampuan berpikir kritis siswa
c. Memotivasi siswa untuk terus mencoba menjawab dan berusaha mempertahankan jawaban agar mendapatkan nilai.
8. Materi Larutan Penyangga
Larutan penyangga didefinisikan sebagai suatu larutan yang dapat mempertahankan nilai pH. Larutan penyangga memiliki kemampuan untuk melawan perubahan harga pH ketika terjadi terdapat sedikit asam maupun sedikit basa yang dimasukkan ke dalam larutan. Dalam tubuh manusia harga pH dapat beragam, misalnya pH darah adalah sekitar 7,4 sedangkan pH cairan lambung 1,5. Harga pH menjadi hal yang cukup penting bagi enzim agar dapat melakukan tugasnya dengan baik dan untuk menjaga agar tekanan osmotik tetap seimbang (Chang, 2005: 132).
a. Komponen Larutan Penyangga
Larutan penyangga terdiri dari asam lemah atau basa lemah serta garamnya. Kedua komponen tersebut harus ada dalam larutan penyangga (Chang, 2005: 132). Jenis larutan penyangga dapat dibedakan menjadi dua, yaitu larutan penyangga asam dan basa.
1) Larutan penyangga asam disusun oleh suatu asam lemah (HA) dengan basa konjugasinya (A–). Contoh: CH3COOH + NaCH3COO (komponen bufer: CH3COOH dan CH3COO–)
2) Larutan penyangga basa disusun oleh suatu basa lemah (B) dengan asam konjugasinya (BH+). Contoh: NH3 + NH4Cl (komponen bufer: NH3 dan NH4+) (Utami, Saputro, Mahardiani, Yamtinah, & Mulyani, 2009: 181).
b. Sifat Larutan Penyangga
1) Larutan Penyangga Asam Lemah dengan Basa Konjugasinya
Larutan penyangga akan bersifat asam apabila di dalam larutan penyangga terkandung asam lemah dengan basa konjugasinya. Menurut reaksi: CH3COOH(aq) ⇌
H+(aq) + CH3COO-(aq)
CH3COONa(aq)
→
Na+ (aq) + CH3COO- (aq)Berdasarkan persamaan ionisasi tersebut, dapat diketahui bahwa dalam larutan penyangga tersebut terkandung campuran CH3COOH yang merupakan asam lemah dan CH3COO- yang merupakan basa konjugasinya. Campuran tersebut jika ditambah sedikit asam akan bereaksi dengan basa (CH3COO-) atau sedikit basa akan bereaksi dengan asam (CH3COOH) sehingga pH-nya tidak akan berubah.
2) Larutan Penyangga Basa Lemah dengan Asam Konjugasinya
Larutan penyangga akan bersifat basa apabila didalamnya terkandung campuran antara basa lemah dengan asam konjugasinya.
Perhatikan reaksi ionisasi berikut:
NH4OH(aq)
⇌ NH4+(aq) + OH-(aq)
NH4Cl(aq)
→
NH4+(aq) + CI(aq)Berdasarkan persamaan ionisasi tersebut, dapat diketahui bahwa dalam larutan penyangga terdapat campuran NH4OH yang merupakan suatu basa lemah dan NH4+ yang merupakan asam konjugasinya. Campuran ini jika ditambah sedikit asam akan bereaksi dengan basa (OH-) atau sedikit basa akan bereaksi dengan asam (NH4+), pH-nya tidak akan berubah (Umiyati
& Haryono, 2014: 185-186).
c. Derajat Keasaman (pH) Larutan Penyangga
Derajat keasaman (pH) suatu larutan penyangga bergantung pada harga tetapan ionisasi asam lemah (Ka) atau tetapan ionisasi basa lemah (Kb), dan konsentrasi asam dan basa konjugasinya, atau basa dengan asam konjugasinya (Umiyati & Haryono, 2014: 187).
1) Larutan penyangga asam lemah dan basa konjugasinya
Larutan penyangga asam lemah dan basa konjugasinya dapat dibuat dengan mereaksikan asam lemah CH3COOH dengan basa kuat NaOH. Hasil reaksi yang terbentuk adalah CH3COONa. Campuran antara CH3COOH dan CH3COONa berperan sebagai larutan penyangga (buffer).
CH3COOH(aq) + NaOH(aq)
→
CH3COONa(aq) + H2O(aq)Dalam keseimbangan berikut, apabila NaOH habis bereaksi maka akan terbentuk campuran CH3COONa dengan CH3COOH sisa. Dalam air, kedua campuran tersebut akan mengalami reaksi ionisasi sebagai berikut:
CH3COOH
→
CH3COO- + H+...(1) CH3COONa→
CH3COO- + Na+...(2) Dari persamaan (1) didapat kesetimbangan asam:Ka = [H
+] [𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂−]
[𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻] ...(3) Dari persamaan (3) dapat kita peroleh harga [H+]:
[H+] = Ka X [𝐶𝐻₃𝐶𝑂𝑂𝐻]
[𝐶𝐻₃𝐶𝑂𝑂⁻] ...(4)
Dari persamaan (4), maka dapat disusun rumus umum untuk menentukan harga [H +] dalam larutan penyangga, yaitu:
[H+]=𝐾𝑎 𝑋 [𝑠𝑖𝑠𝑎 𝑎𝑠𝑎𝑚]
[𝑔𝑎𝑟𝑎𝑚]
pH = pKa – log [𝑠𝑖𝑠𝑎 𝑎𝑠𝑎𝑚]
[𝑔𝑎𝑟𝑎𝑚]
Apabila konsentrasi dinyatakan sebagai banyaknya mol per liter, maka dapat dituliskan sebuah persamaan sebagai berikut:
[H+] =Ka x 𝑚𝑜𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑎 𝑎𝑠𝑎𝑚 𝑚𝑜𝑙 𝑔𝑎𝑟𝑎𝑚
Dimana : [H+] =konsentrasi ion H+ Ka = tetapan ionisasi asam pH = derajat keasaman
2) Larutan penyangga basa lemah dan asam konjugasinya
Larutan penyangga basa lemah dan asam konjugasinya dapat dibuat dengan mereaksikan NH3 dengan asam kuat HCl. Hasil Reaksi yang terbentuk adalah NH4Cl. Campuran NH3 dengan NH4Cl adalah larutan penyangga (buffer).
NH3(aq) + HCl(aq)
→
NH4Cl(aq)Dalam suatu kesetimbangan tersebut, apabila HCL habis bereaksi maka akan terbentuk campuran NH4Cl dengan NH4OH sisa. Dalam air, kedua campuran tersebut akan mengalami reaksi ionisasi sebagai berikut:
NH3 + H2O
→
NH4+ + OH-...(1) NH4Cl→
NH4+ + Cl-...(2) Dari persamaan (1) diperoleh kesetimbangan:Kb = [NH₄
+] [𝑂𝐻⁻]
[𝑁𝐻₃] ...(3) Dari persamaan (3) dapat kita peroleh harga [OH-] : [OH-] = Kb X [𝑁𝐻₃]
[𝑁𝐻₄⁺] ...(4)
Dari persamaan (4), maka dapat disusun rumus umum untuk menentukan harga [OH-] dari suatu larutan penyangga, yaitu:
[OH-]= 𝐾𝑎 𝑋 [𝑠𝑖𝑠𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑎]
[𝑔𝑎𝑟𝑎𝑚]
pOH = pKb – log [𝑠𝑖𝑠𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑎]
[𝑔𝑎𝑟𝑎𝑚]
Jika konsentrasi dinyatakan sebagai banyaknya mol per liter, maka dapat dituliskan persamaan sebagai berikut:
[OH-] = Kb. 𝑚𝑜𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑎 𝑏𝑎𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙 𝑔𝑎𝑟𝑎𝑚
dimana: [OH-] = konsentrasi ion OH- Kb = tetapan ionisasi basa pOH = derajat kebasaan
(Umiyati & Haryono, 2014: 187-192) d. Peranan Larutan Penyangga
Beberapa peranan larutan penyangga adalah sebagai berikut:
1) Sistem Larutan Penyangga dalam Tubuh a) Penyangga Fosfat
Penyangga fosfat merupakan sistem larutan penyangga dalam sel yang utama. Penyangga fosfat tersusun atas pasangan asam basa konjugasi dihidrogen fosfat (H2PO4-) dan monohidrogen fosfat (HPO42-) (Keenan, dkk., 1984: 629). Penyangga fosfat mempunyai harga pKa = 7,2 yang mendekati pH darah, sehingga berperan dalam menjaga pH darah dalam sel. Apabila banyak basa yang dihasilkan dalam proses metabolisme tubuh, maka H2PO4- akan bekerja menurut reaksi :
H2PO4- (aq)+ OH-(aq) ⇌ HPO42- (aq)+ H2O(l)
Apabila dihasilkan asam lebih banyak, HPO42- akan bekerja menurut reaksi :
H+(aq)+ HPO42-(aq) ⇌ H2PO4- (aq)
(Qurniawati, Wulandari, & Margono, 2018: 61) b) Penyangga Karbonat
Penyangga karbonat merupakan sistem larutan penyangga luar sel yang utama. Penyangga karbonat tersusun atas pasangan asam basa konjugasi asam karbonat (HCO3-) dan ion bikarbonat
(H2CO3). Apabila ada zat yang bersifat asam dan basa memasuki aliran darah, maka penyangga karbonat yang akan berperan untuk mempertahankan agar pH hampir konstan mendekati 7,4. Apabila ditambahkan suatu asam, maka HCO3-akan bekerja menurut reaksi:
HCO3-(aq) + H+(aq) ⇌ H2CO3(aq)
Apabila ditambahkan suatu basa, maka H2CO3 akan bekerja menurut reaksi :
H2CO3 (aq) + OH-(aq) ⇌ HCO3-(aq)+ H2O(l)
(Keenan, dkk., 1986: 629) c) Penyangga Hemoglobin
Sistem penyangga ini terdiri dari campuran asam hemoglobin (HHb) dan basa konjugasinya hemoglobin (Hb).
Hemoglobin dapat menjaga pH darah agar tetap terkontrol. Pada proses metabolisme, akan dihasilkan karbon dioksida (CO2) dari tubuh, H2O akan akan bergabung dengan CO2 yang telah dihasilkan kemudian membentuk H2CO3 dalam darah. H2CO3 yang terbentuk akan menambah konsentrasi H+ yang menyebabkan harga pH sebesar 4,5. Hemoglobin akan berubah menjadi basa ketika yang O2
sudah terlepas, sehingga dapat mengikat kelebihan H+ dari H2CO3
membentuk asam hemoglobin sehingga pH darah konstan (Qurniawati, dkk., 2018: 61)
2) Sistem Larutan Penyangga pada Tanaman Hidroponik
Setiap tanaman hidroponik memiliki kisaran harga pH agar dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Untuk menjaga kisaran pH tersebut, diperlukan larutan penyangga seperti bio-zyme. Bio-zyme merupakan salah satu larutan penyangga yang berfungsi untuk menjaga pH tanaman hidroponik tetap stabil (Umiyati & Haryono, 2014: 197).
3) Sistem Larutan Penyangga dalam Industri
Larutan penyangga dapat berguna pada proses fotografi, penanganan limbah, dan elektroplating. Dalam proses fotografi, larutan penyangga dibuat dari berbagai campuran zat, seperti formaldehid,
metanol, dan kalium hidrogenftalat. Sedangkan pada penanganan limbah, diperlukan kisaran pH antara 5 - 7,5 agar materi organik dapat dipisahkan (Umiyati & Haryono, 2014: 197).
B. Kerangka Berpikir
Materi larutan penyangga merupakan bagian dari mata pelajaran kimia yang menuntut siswa untuk menguasai konsep (pada bagian sifat larutan penyangga), hitungan (perhitungan pH), dan penerapan/keterkaitan materi dengan kontekstual kehidupan, sehingga dengan demikian keterlibatan aktif siswa dalam proses pembelajaran diperlukan agar tertanam konsep yang kuat dibandingkan dengan hanya mendengarkan penjelasan dari guru. Materi larutan penyangga memerlukan daya pemahaman yang cukup sehingga memerlukan model dan media yang tepat untuk membantu siswa memahami materi tersebut. Oleh sebab itu, penerapan model Guided Discovery yang dikombinasi dengan NHT dilakukan.
Pembelajaran menggunakan Guided Discovery mampu mendorong siswa untuk berperan langsung dalam proses pembelajaran, sehingga proses mental siswa dapat berlangsung dalam menemukan konsep atau teori dari suatu materi. Model ini dipilih agar siswa lebih terarah dalam aktivitas belaj arnya karena terdapat bimbingan dari guru. Selain itu, model ini memudahkan siswa dalam memahami konsep dan teori larutan penyangga melalui pengalaman belajarnya. Namun model tersebut memiliki kelemahan kurang efektif untuk kelas besar dan interaksi sosial siswa kurang terfasilitasi. Oleh karena itu model Guided Discovery akan dikombinasikan dengan model NHT, dimana NHT merupakan model dimana masing-masing siswa diberi nomor kemudian berdiskusi dalam kelompoknya. Hal ini lebih efektif untuk kelas besar dan siswa yang sudah memahami materi dapat mengajari temannya yang belum. Selain itu, model NHT dipilih untuk menutupi kelemahan Guided Discovery yang berupa kurang adanya interaksi sosial dengan siswa lainnya. Model yang digunakan akan dilengkapi dengan media. Media yang dipilih yaitu Question Wheel, dimana Question Wheel (roda pertanyaan) merupakan media permainan yang menarik dan dapat mendorong siswa untuk berperan aktif dalam pembelajaran. Diharapkan penerapan model Guided Discovery yang disertai
dengan NHT berbantuan Question Wheel dapat meningkatkan prestasi belajar siswa. Skema kerangka berpikir tertera pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Skema Kerangka Berpikir Penelitian
C. Perumusan Hipotesis
1. Model Guided Discovery disertai NHT berbantuan Question Wheel berpengaruh lebih baik dibandingkan model Guided Discovery terhadap prestasi belajar siswa aspek pengetahuan pada materi larutan penyangga.
Dipadukan dengan model NHT dan media Question Wheel Manfaat:
• Interaksi sosial dapat terfasilitasi
• Siswa yang berkemampuan tinggi dapat mengajari siswa yang belum memahami materi
• Lebih efektif untuk kelas besar karena dibagi dalam kelompok.
• Media Question Wheel dapat menarik dan mendorong siswa agar fokus dan aktif terlibat dalam kegiatan belajar mengajar.
Model pembelajaran Guided Discovery
Kelebihan:
• Guru memberi bimbingan agar siswa terarah dalam menemukan penyelesaian permasalahan.
• Memudahkan siswa memahami konsep dan teori melalui pengalaman belajarnya.
Kelemahan:
• Diperlukan kesiapan mental yang cukup pada siswa dalam belajar
• Dalam skala kelas besar, penggunaan model ini kurang efektif
• interaksi sosial antar siswa kurang terfasilitasi
Masalah:
Materi larutan penyangga menuntut siswa untuk menguasai konsep, hitungan, dan penerapan dalam kehidupan, sehingga diperlukan model pembelajaran yang memudahkan pemahaman siswa.
Pretasi belajar siswa
2. Model Guided Discovery disertai NHT berbantuan Question Wheel berpengaruh lebih baik dibandingkan model Guided Discovery terhadap prestasi belajar siswa aspek sikap pada materi larutan penyangga.
3. Model Guided Discovery disertai NHT berbantuan Question Wheel berpengaruh lebih baik dibandingkan model Guided Discovery terhadap prestasi belajar siswa aspek keterampilan pada materi larutan penyangga.
