identifikasi pemahaman materi perhitungan kimia (stoikiometri)

IDENTIFIKASI PEMAHAMAN MATERI PERHITUNGAN KIMIA
(STOIKIOMETRI) PADA SISWA KELAS X SMA NEGERI 10 MALANG
SEMESTER II TAHUN AJARAN 2012/2013
Dwi Fajar Yanti, Dermawan Afandy, Muhammad Su’aidy
Universitas Negeri Malang
E-mail: [email protected]
ABSTRAK: tujuan penelitian adalah untuk mengetahui persentase siswa kelas X SMA
Negeri 10 Malang semester II tahun ajaran 2012/2013 yang memahami materi perhitungan
kimia. Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif. Sampel penelitian terdiri dari 3 kelas
yang diambil dengan teknik sampling purposive. Instrumen penelitian berupa tes pilihan
ganda yang terdiri dari 15 butir soal dan tes uraian yang terdiri dari 15 butir soal. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa persentase siswa kelas X SMA Negeri 10 Malang semester
II tahun ajaran 2012/2013 yang memahami materi: (1) konsep mol sebesar 75,14% dengan
kategori tinggi, (2) penentuan rumus empiris dan rumus molekul sebesar 76,49% dengan
kategori tinggi, (3) penentuan rumus senyawa hidrat sebesar 53,42% dengan kategori, (4)
penentuan komposisi atom sebesar 70,11% dengan kategori tinggi, (5) perhitungan kimia
tepat habis sebesar 34,42% dengan kategori rendah, (6) penentuan pereaksi pembatas
sebesar 35,50% dengan kategori rendah.
Kata Kunci: pemahaman, perhitungan kimia (stoikiometri)
Ilmu kimia berisi konsep-konsep yang kompleks dan berjenjang (Herunata,
2003:126). Dalam ilmu kimia konsep yang satu berkaitan dengan konsep lainnya.
Dengan kata lain, sebelum mempelajari suatu konsep, harus dipelajari konsep
yang mendasarinya terlebih dulu. Kimia erat kaitannya dengan kehidupan seharihari. Namun fakta menunjukkan bahwa ilmu kimia dianggap sebagai pelajaran
yang sulit karena banyak mengandung hafalan dan berisi rumus-rumus yang
digunakan dalam memecahkan soal-soal hitungan kimia. Hal ini menjadi pemicu
kesulitan dalam mempelajari ilmu kimia. Adanya kesulitan dalam memahami satu
konsep maka akan berakibat terjadinya kesulitan pula dalam memahami konsep
berikutnya.
Salah satu pokok bahasan ilmu kimia yang diajarkan di SMA adalah
perhitungan kimia (stoikiometri). Materi ini diberikan kepada siswa SMA kelas X.
Materi perhitungan kimia tidak hanya berisi konsep teoritis namun juga berisi
hitungan kimia. Kemampuan yang dituntut dari siswa dalam mempelajari materi
perhitungan kimia di kelas X SMA meliputi: kemampuan menghitung jumlah mol
zat, mengkonversikan jumlah mol menjadi jumlah partikel, massa, dan volume,
menentukan rumus empiris dan rumus molekul, menentukan rumus senyawa
hidrat (air kristal), menentukan komposisi atom, menentukan banyak zat pereaksi
atau hasil reaksi dari perhitungan kimia sederhana (perhitungan kimia tepat habis),
dan menentukan pereaksi pembatas dan penggunaan konsep mol dan koefisien
reaksi untuk menentukan banyak zat pereaksi atau hasil reaksi.
Banyak pendapat yang menyebutkan bahwa materi perhitungan kimia
(stoikiometri) lebih banyak ditekankan pada penyelesaian soal matematika
(algoritmik). Hal ini memang benar, ilmu kimia juga mengkaji tentang hitungan
kimia (Sukarna, 2000:85). Tetapi dalam materi perhitungan kimia siswa tidak
hanya dituntut untuk bisa menyelesaikan hitungan kimia saja, siswa juga harus
menghubungkan konsep dasar yang telah diperoleh sebelumnya dan
mengaplikasikannya dalam konsep perhitungan kimia. Materi perhitungan kimia
1
merupakan materi yang sebagian besar melibatkan hitungan matematika. Jika
siswa menguasai hitungan matematika, maka siswa tersebut tidak akan mengalami
kesulitan menyelesaikan soal perhitungan kimia. Dengan demikian, siswa akan
mudah mengerjakan dan memahami materi perhitungan kimia jika siswa telah
memahami konsep mol. Hal ini didukung oleh BouJaoude dan Barakat (dalam
Kind, 2004:50) yang menyatakan bahwa “students' mathematical expertise also
contributes to their difficulties. A student who cannot manipulate numbers readily
is unlikely to be successful in learning about moles”. Hal inilah yang membuat
materi perhitungan kimia bukan materi yang mudah karena materi perhitungan
kimia merupakan materi yang kompleks, rumit, dan dalam menyelesaikan soalsoal perhitungan kimia banyak jebakan-jebakan. Apabila siswa tidak memahami
materi ini dengan baik, maka siswa akan mengalami banyak kesulitan. Sehingga
dalam mempelajari materi perhitungan kimia diperlukan pemahaman yang
mendalam. Alasan tersebut menjadi salah satu penyebab perlunya penelitian
tentang pemahaman siswa terhadap materi perhitungan kimia.
Penelitian tentang identifikasi pemahaman siswa pada materi perhitungan
kimia dipandang perlu dilakukan untuk mengetahui hasil suatu proses
pembelajaran dan juga untuk merancang langkah pembelajaran yang berikutnya.
Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui persentase siswa
kelas X SMA Negeri 10 Malang semester II tahun ajaran 2012/2013 yang
memahami materi perhitungan kimia. Diperolehnya data-data empiris mengenai
pemahaman siswa dalam memahami materi tertentu dapat digunakan untuk
perbaikan proses atau pengembangan pembelajaran, sehingga tujuan yang ingin
dicapai dalam pembelajaran kimia dapat tercapai secara maksimal. Berdasarkan
informasi dari guru, jumlah siswa kelas X SMA Negeri 10 Malang tahun ajaran
2012/2013 yang memahami materi perhitungan kimia belum diketahui. Oleh
karena itu, perlu dilakukan penelitian dengan judul “Identifikasi Pemahaman
Materi Perhitungan Kimia (Stoikiometri) pada Siswa Kelas X SMA Negeri 10
Malang Semester II Tahun Ajaran 2012/2013”.
METODE
Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif. Penelitian dilakukan untuk
mengetahui pemahaman konsep siswa tentang materi perhitungan kimia. Populasi
penelitian ini adalah siswa kelas X SMAN 10 Malang tahun ajaran 2012/2013
yang terdiri dari 7 kelas, sampel diambil dengan teknik sampling purposive.
Instrumen penelitian berupa soal tes pilihan ganda yang terdiri dari 15 butir soal
dan soal tes uraian yang terdiri dari 15 butir soal. Sebelum digunakan untuk
mengambil data, dilakukan validasi terlebih dahulu, dengan hasil sebagai berikut:
validitas isi sebesar 96%; validitas butir soal pilihan ganda antara 0,08-0,66;
validitas butir soal uraian antara 0,30-0,72; reliabilitas soal pilihan ganda sebesar
0,66; dan reliabilitas soal uraian sebesar 0,66.
Teknik pengumpulan data dilakukan dengan pemberian soal tes yang telah
divalidasi kepada siswa. Analisis data menggunakan statistika deskriptif dengan
teknik persentase. Persentase pemahaman siswa dapat dihitung berdasarkan
jawaban-jawaban benar siswa. Perhitungan persentase pemahaman siswa terhadap
materi perhitungan kimia dilakukan menggunakan rumus sebagai berikut.
Jumlah skor siswa yang menjawab benar
P=
x 100%
Jumlah seluruh siswa x skor maksimal
2
dimana, P adalah persentase siswa yang memahami kategori tertentu.
Menurut Berg (dalam Sihaloho, 2001:61) kategori untuk menentukan
pemahaman siswa dapat dilihat pada Tabel 1 berikut.
Tabel 1 Kategori Pemahaman Siswa
Nilai P (persentase pemahaman siswa)
0-20%
21-40%
41-60%
61-80%
81-100%
Kategori
sangat rendah
rendah
cukup
tinggi
sangat tinggi
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambaran mengenai pemahaman siswa pada materi perhitungan kimia
dapat dilihat pada diagram batang yang disajikan oleh Gambar 1 di bawah ini.
Persentase (%)
80
75.14
76.49
70.11
53.42
60
34.42
40
35.4
20
0
1
2
3
4
5
6
Variabel
Gambar 1 Diagram Batang Pemahaman Siswa pada Materi Perhitungan Kimia
Keterangan :
Variabel 1 : persentase siswa yang memahami materi konsep mol
Variabel 2 : persentase siswa yang memahami materi penentuan rumus empiris dan rumus
molekul
Variabel 3 : persentase siswa yang memahami materi penentuan rumus senyawa hidrat
Variabel 4 : persentase siswa yang memahami materi penentuan komposisi atom
Variabel 5 : persentase siswa yang memahami materi perhitungan kimia tepat habis
Variabel 6 : persentase siswa yang memahami materi penentuan pereaksi pembatas
A. Pemahaman Siswa pada Materi Konsep Mol
Berdasarkan Gambar 1 di atas, persentase siswa yang memahami materi
konsep mol sebesar 75,14% dengan kategori tinggi. Kesalahan yang banyak
terjadi pada materi konsep mol antara lain: (1) dalam menyelesaikan soal siswa
banyak melakukan kesalahan dalam menghitung dan siswa kurang terampil dalam
menghitung, (2) siswa tidak mengonversikan massa zat menjadi jumlah mol zat,
tetapi langsung mengalikan massa zat dengan bilangan Avogadro ataupun volume
molar, (3) siswa tidak mengonversikan volume gas menjadi jumlah mol, tetapi
langsung mengalikan volume gas dengan massa molar gas, dan (4) siswa tidak
dapat menentukan nilai volume molar pada keadaan standar (STP) dengan tepat.
3
B. Pemahaman Siswa pada Materi Penentuan Rumus Empiris dan Rumus
Molekul
Persentase siswa yang memahami materi penentuan rumus empiris dan
rumus molekul sebesar 76,49% yang tergolong dalam kategori tinggi. Kesalahan
yang banyak dilakukan siswa dalam memahami materi penentuan rumus empiris
dan rumus molekul antara lain: (1) dalam menyelesaikan soal siswa langsung
membandingkan massa unsur, tidak membandingkan jumlah mol unsur, (2) siswa
salah dalam menyimpulkan rumus empiris sehingga rumus molekul senyawa juga
salah, (3) siswa tidak bisa membedakan rumus empiris dan rumus molekul, dan
(4) siswa tidak menjawab.
C. Pemahaman Siswa pada Materi Penentuan Rumus Senyawa Hidrat
Berdasarkan data yang telah dipaparkan pada Gambar 1, persentase siswa
yang memahami materi penentuan rumus senyawa hidrat sebesar 53,42% dengan
kategori cukup. Kesalahan yang banyak dilakukan siswa dalam memahami materi
ini antara lain: (1) dalam menyelesaikan soal siswa melakukan kesalahan dalam
menyetarakan reaksi, (2) kesalahan dalam perbandingan jumlah mol senyawa
anhidrat dengan H2O (perbandingan tersebut tidak 1:x), dan (3) keterampilan
menghitung yang kurang.
D. Pemahaman Siswa pada Materi Penentuan Komposisi Atom
Berdasarkan data yang telah dipaparkan pada Gambar 1 tersebut,
persentase siswa yang memahami materi penentuan komposisi atom sebesar
70,11% dalam kategori tinggi. Materi penentuan komposisi atom ini berkaitan erat
dengan materi massa atom relatif dan massa molekul relatif. Apabila siswa telah
memahamai materi massa atom relatif dan massa molekul relatif dengan baik,
maka siswa tidak akan mengalami kesulitan dalam memahami materi ini.
Kesalahan yang banyak dilakukan siswa antara lain: (1) siswa tidak
mengikutsertakan jumlah atom penyusun senyawa yang dicari dan (2)
keterampilan menghitung yang kurang.
E. Pemahaman Siswa pada Materi Perhitungan Kimia Tepat Habis
Persentase siswa kelas X SMAN 10 Malang yang memahami materi
perhitungan kimia tepat habis sebesar 34,42% tergolong dalam kategori rendah.
Pada materi ini, kesalahan yang dilakukan siswa antara lain: (1) siswa salah dalam
menentukan massa molekul relatif pereaksi dikarenakan adanya koefisien reaksi,
(2) siswa tidak mengkonversi massa zat menjadi jumlah mol zat, (3) siswa salah
dalam perbandingan koefisien, perbandingan koefisien sama dengan perbandingan
massa, dan (4) siswa tidak menjawab.
F. Pemahaman Siswa pada Materi Penentuan Pereaksi Pembatas
Persentase siswa yang memahami materi penentuan pereaksi pembatas
sebesar 35,50% tergolong kategori rendah. Rendahnya pemahaman siswa pada
materi ini sebanding dengan rendahnya pemahaman siswa pada materi
sebelumnya, yaitu materi perhitungan kimia tepat habis. Kedua materi ini
mempunyai ciri yang sama, yaitu adanya penyetaraan terhadap persamaan reaksi
yang menyebabkan adanya koefisien reaksi. Koefisien reaksi yang terlibat dalam
persamaan reaksi menjadi penyebab kesalahan siswa dalam menghitung massa
4
molekul relatif suatu senyawa. Kesalahan lain yang dilakukan siswa adalah
sebagian besar siswa menganggap bahwa senyawa yang mempunyai koefisien
reaksi paling kecil yang bertindak sebagai pereaksi pembatas. Dalam
menyebutkan senyawa mana yang bertindak sebagi pereaksi pembatas, siswa
selalu mengikutsertakan koefisien reaksi. Siswa juga tidak menyertakan rumus
dan perhitungan secara lengkap. Sebagian besar siswa banyak yang tidak
menjawab. Hal tersebut merupakan beberapa penyebab yang membuat rendahnya
jumlah siswa yang memahami materi ini.
PENUTUP
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat diambil
kesimpulan tentang siswa kelas X semester II SMA Negeri 10 Malang tahun
ajaran 2012/2013 sebagai berikut.
1. Siswa yang memahami materi konsep mol sebesar 75,14%, termasuk dalam
kategori tinggi.
2. Siswa yang memahami materi penentuan rumus empiris dan rumus molekul
dan sebesar 76,49%, termasuk dalam kategori tinggi.
3. Siswa yang memahami materi penentuan rumus senyawa hidrat sebesar
53,42%, termasuk dalam kategori cukup.
4. Siswa yang memahami materi penentuan komposisi atom sebesar 70,11%,
termasuk dalam kategori tinggi.
5. Siswa yang memahami materi perhitungan kimia tepat habis sebesar 34,42%,
termasuk dalam kategori rendah.
6. Siswa yang memahami materi penentuan pereaksi pembatas sebesar 35,50%,
termasuk dalam kategori rendah.
Saran
Berdasarkan hasil penelitian yang diperoleh, maka beberapa hal yang patut
untuk disarankan adalah sebagai berikut.
1. Agar siswa dapat memahami materi perhitungan kimia dengan baik,
hendaknya kita mengetahui dan mengecek kemampuan prasyarat apa yang
harus dikuasai siswa sebelum memberikan materi perhitungan kimia. Apabila
siswa belum memahami dan menguasai materi prasyarat, maka perlu
dilakukan pendalaman materi. Setelah siswa memahami materi prasyarat
dengan baik, baru dilanjutkan dengan pemberian materi perhitungan kimia.
2. Materi perhitungan kimia (stoikiometri) merupakan materi yang
membutuhkan keterampilan berhitung. Agar siswa dapat memahami materi
ini dengan baik, maka sebaiknya diberikan banyak latihan kepada siswa
sehingga siswa tidak mengalami banyak kesulitan dalam memahami materi
ini.
3. Untuk materi lain yang mempunyai tingkat kesulitan sama seperti materi
perhitungan kimia tepat habis dimana hanya sedikit siswa yang paham
terhadap materi ini, maka materi prasyarat harus diusahakan dikuasai lebih
dulu oleh siswa. Hal ini diupayakan untuk meminimalkan tingkat kesalahan
siswa.
5
DAFTAR RUJUKAN
Herunata. 2003. Hasil Pembelajaran Elektrokimia dengan Bahan Ajar Terpadu
Berbasis Pendekatan Makroskopis-Mikroskopis dan MikroskopisMakroskopis. Jurnal Pendidikan Humaniora dan Sains, 9 (2): 126-178.
Kind, Vanessa. 2004. Beyond appearances: students’ misconceptions about basic
chemical ideas 2nd edition. Amerika Serikat: School of Education Durham
University Durham DH1 1TA.
Sihaloho, Mangara. 2001. Analisis Pemahaman Konsep Larutan Elektrolit
Melalui Penggambaran Mikroskopik Siswa dan Guru di SMUN
Kotamadya Gorontalo. Tesis tidak diterbitkan. Malang: Pps UM.
Sukarna, I Made. 2000. Karakteristik Ilmu Kimia dan Keterkaitannya dengan
Pembelajaran di Tingkat SMU. Makalah disajikan dalam Seminar
Nasional Pengembangan Pendidikan MIPA di Era Globalisasi, Jurdik.
Kimia FMIPA UNY, Yogyakarta.
6