contoh RPP Kimia Unsur

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Sekolah                       : SMA Negeri 5 Yogyakarta

Mata pelajaran          : Kimia

Kelas/ Semester         : XII/ 1

Program                     : Ilmu Pengetahuan Alam

Alokasi waktu            : 2 x 45 menit

 

A.      Standar Kompetensi

3. Memahami karakteristik unsur-unsur penting, kegunaan dan bahayanya, serta terdapatnya di alam.

B.       Kompetensi Dasar

3.3. Menjelaskan manfaat, dampak dan proses pembuatan unsur-unsur dan senyawanya dalam kehidupan sehari-hari

C.      Indikator

1.         Menjelaskan manfaat dan dampak unsur-unsur serta senyawanya dalam kehidupan sehari-hari dan industri.

2.         Menjelaskan pembuatan unsur- unsur yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari

D.      Tujuan Pembelajaran

1.         Peserta didik dapat menjelaskan manfaat dan dampak unsur natrium, magnesium, aluminium, karbon, silikon, nitrogen, oksigen, dan belerang serta senyawanya dalam kehidupan sehari-hari dan industri.

2.         Peserta didik dapat menjelaskan pembuatan unsur- unsur yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari seperti aluminium dan besi dalam industri.

E.       Materi Pembelajaran

1.      Natrium

           Di antara logam alkali, natrium merupakan logam yang paling banyak penggunaannya, baik sebagai unsur maupun sebagai senyawanya. Natrium dibuat dari elektrolisis lelehan natrium klorida yang dicampur dengan kalsium klorida (sel Downs). Kalsium klorida berguna untuk menurunkan titik cair (dengan cara itu titik leleh dapat diturunkan dari 801⁰C menjadi sekitar 500⁰C).

Penggunaan Natrium dan Senyawa Natrium:

·      Natrium

Penggunaan yang semakin penting dari natrium adalah sebagai cairan pendingin (coolant) pada reaktor nuklir. Selain itu, karena merupakan reduktor kuat, natrium digunakan pada pengolahan logam-logam tertentu seperti litium, kalium, zirkonium dan logam alkali yang lebih berat. Sedikit natrium digunakan dalam lampu natrium yang banyak digunakan sebagai penerangan jalan raya.

·           Natrium klorida (NaCl)

Senyawa natrium yang paling banyak diproduksi adalah natrium klorida (NaCl). Natrium klorida dibuat dari air laut atau dari garam batu. Kegunaan natrium klorida antara lain sebagai bahan baku untuk membuat natrium, klorin, dan senyawa-senyawa natrium seperti NaOH dan natrium karbonat (Na₂CO₃); dalam industri susu; mengawetkan ikan dan daging; mencairkan salju; regenerasi alat pelunak air; pengolahan kulit; serta sebagai bumbu masak (garam dapur).

·            Natrium hidroksida (NaOH)

Natrium hidroksida dihasilkan melalui elektrolisis larutan natrium klorida. Natrium hidroksida digunakan terutama dalam industri sabun, detergen, pulp, dan kertas, pengolahan bauksit untuk pembuatan aluminium, tekstil, plastik, pemurnian minyak bumi, serta untuk membuat senyawa natrium lainnya seperti natrium hipoklorit (NaClO).

·            Natrium karbonat (Na₂CO₃)

Natrium karbonat berasal dari sumber alam, yaitu trona, yang terdapat melimpah di Wyoming, Amerika Serikat.

Natrium karbonat dapat juga dibuat dari NaCl menurut proses Solvay, dengan reaksi sebagai berikut.

NaCl(aq) + CO₂(g) + NH₃(aq) + H₂O(l) → NaHCO₃(s) + NH₄Cl(aq)

Natrium hidrogen karbonat (NaHCO3) yang terbentuk dipisahkan, kemudian dipanaskan sehingga membentuk Na₂CO₃.

2NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + H₂O(g) + CO₂(g)

Kegunaan utama dari natrium karbonat adalah untuk pembuatan kaca (terutama kaca bejana). Selain itu untuk membuat bahan-bahan kimia lainnya, industri pulp dan kertas, industri detergen, dan bahan pelunak air.

·            Natrium bikarbonat (NaHCO₃)

Natrium bikarbonat terbentuk sebagai hasil antara pada proses Solvay. Natrium bikarbonat disebut juga soda kue.

2.      Magnesium

           Di antara logam alkali tanah, magnesium paling banyak diproduksi. Pembuatan magnesium dilakukan melalui elektrolisis lelehan garam kloridanya. Dalam industri, magnesium dibuat dari air laut melalui tahap-tahap sebagai berikut. Mula-mula air laut dicampur dengan kapur (CaO) sehingga magnesium mengendap sebagai magnesium hidroksida (Mg(OH)₂).

CaO(s) + H₂O(l) → 2Ca²⁺(aq) + 2OH^-(aq)

Mg²⁺(aq) + 2OH^-(aq) → Mg(OH)₂(s)

Adapun CaO dibuat dari batu kapur atau kulit kerang melalui pemanasan.

CaCO₃(s) → CaO(s) +CO₂(g)

Endapan magnesium hidroksida yang terbentuk, disaring kemudian direaksikan dengan larutan asam klorida pekat.

Mg(OH)₂(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + 2H₂O(l)

Selanjutnya, larutan diuapkan sehingga diperoleh kristal magnesium klorida (MgCl₂). Kristal itu kemudian dicairkan dan dielektrolisis.

MgCl₂(l) → Mg²⁺(l) + 2Cl^-(l)

Katode: Mg²⁺(l) +2e → Mg(l)

Anode : 2Cl^-(l) → Cl₂(g) + 2e

           Kegunaan utama magnesium adalah untuk membuat logam-campur. Paduan magnesium dengan aluminium yang disebut magnalium, merupakan logam yang kuat tetapi ringan, resisten terhadap asam maupun basa, serta tahan korosi. Paduan itu digunakan untuk membuat komponen pesawat terbang, rudal, bak truk, serta berbagai peralatan lainnya. Magnesium juga digunakan untuk membuat kembang api.

3.      Aluminium

           Pengolahan aluminium dari bauksit ini berlangsung dalam dua tahap. Tahap pertama adalah pemurnian bauksit sehingga diperoleh aluminium oksida murni (alumina). Tahap kedua adalah peleburan (reduksi) alumina melalui elektrolisis menurut proses Hall-Heroult.

           Proses pembuatan aluminium sebagai berikut:           

Tahap pertama: Al₂O₃(s) +2NaOH(aq) +3H₂O(l) → 2NaAl(OH)₄(aq)

2NaAl(OH)₄(aq) + CO₂(g) → 2Al(OH)₃(s) +Na₂CO₃(aq) +H₂O(l)

Tahap kedua:    Al₂O₃(l) → 2Al³⁺(l) + 3O^2-(l)

   Katode: Al³⁺(l) + 3e → Al(l)

   Anode: 2O^2-(l) → O²(g) +4e

   C(s) + 2O^2-(l) → CO₂(g) + 4e

           Penggunaan Aluminium dan Senyawanya:

·           Aluminium

                           Aluminium memiliki banyak kegunaan. Penggunaan aluminium terutama untuk membuat bak truk dan komponen kendaraan bermotor lainnya, untuk membuat badan pesawat terbang. Pada sektor industri dan makanan, aluminium foil dan kaleng aluminium digunakan untuk kemasan berbagai jenis produk makanan dan minuman. Selain itu juga untuk kabel listrik, perabotan rumah tangga, dan barang kerajinan, membuat termit, yaitu campuran serbuk aluminium dengan serbuk besi (III) oksida. Termit digunakan untuk mengelas baja di tempat, misalnya untuk menyambung rel kereta api.

·           Aluminium sulfat [Al₂(SO₄)₃]

                           Aluminium sulfat yang digunakan pada pengolahan air minum, yaitu untuk mempercepat koagulasi lumpur koloidal.

4.      Karbon

Karbon umumnya ditambang. Karbon yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari antara lain:

·           Intan, berwujud padatan yang sangat keras sehingga digunakan sebagai alat pemotong dan mata bor dalam tambang minyak. Selain itu intan yang sudah diasah yang dikenal sebagai berlian digunakan untuk berbagai jenis perhiasan.

·           Grafit yaitu kristal karbon heksagonal simetris yang dalam kehidupan sehari-hari digunakan sebagai pembuatan pensil, zat warna untuk cat hitam, pelumas kering electrode pada batrey, pembuatan baja dan batu-batu tahan api.

·           Bentuk Amorf (seperti arang, kokas, batu bara, dan karbon hitam) memiliki sifat rapuh. Karbon ini digunakan sebagai bahan bakar (batu bara), zat warna hitam, tinta cetak, dan pereduksi pada proses peleburan logam. Karbon amorf yang diaktifkan digunakan sebagai adsorben (penyerap) bau-bauan, gas beracun, mikroganisme dan kotoran dalam larutan.

5.      Silikon

           Silikon murni dibuat dari silika dengan kokas sebagai reduktor. Campuran tersebut dipanaskan dalam tanur tinggi dengan suhu sekitar 3000 °C.

SiO₂(l) + C(s) → Si(l) + 2 CO(g)

Pemurnian silikon dengan mereaksikannya dengan klorin membentuk SiCl₄.

SiCl₄(g) + 2 H₂(g) → Si(s) + 4 HCl(g)

           Silikon murni digunakan sebagai semikonduktor dalam peralatan elektronik, seperti kalkulator, komputer, radio, dan sel solar (baterai energi matahari). Kegunaan silikon yang lain yaitu sebagai silika gel yang berfungsi menyerap uap air karena bersifat higroskopis. Polimer silikon yang terdiri atas monomer SiCH₃ bersifat lentur sehingga digunakan untuk membuat jaringan tubuh palsu. Silika dan silikat digunakan untuk membuat gelas, keramik, porselin, dan semen silikon yang bereaksi dengan karbon membentuk karbida (SiC) yang bersifat inert, sangat keras dan tidak dapat melebur, banyak digunakan dalam peralatan pemotongan dan pengampelas.

6.      Nitrogen

            Nitrogen dalam keadaan bebas terdapat di udara (± 78%) dan dalam keadaan terikat sebagai KNO₃ dan NaNO₃. Pembuatan nitrogen antara lain:
Dalam teknik/industri : dengan distilasi udara cair.
Dalam laboratorium    : dengan memanaskan NH₄NO₂
              NH₄NO₂(s) → 2 H₂O(l) + N₂(g)

Kegunaan nitrogen dalam bentuk gas nitrogen (N₂) antara lain dalam industri farmasi dan makanan untuk mengusir O₂ dalam larutan injeksi dan makanan berlemak agar tidak cepat tengik. Nitrogen dapat digunakan untuk mengisi bola lampu. Senyawa-senyawa nitrogen seperti ammonium nitrat, ammonium sulfat, ammonium fosfat dan urea terutama digunakan sebagai bahan pembuat pupuk. Ammonium nitrat digunakan sebagai bahan peledak dalam dunia pertambangan.

7.      Oksigen

           Oksigen dapat ditemukan sekitar 46,7% sebagai unsur dengan kelimpahan terbesar di alam, yaitu sebagai unsur bebas sekitar 21% volume udara, penyusun garam-garam dalam kerak bumi, dalam tubuh mahkluk hidup maupun di laut. Gas oksigen digunakan dalam pengolahan besi menjadi baja ditanur terbuka (tanur oksigen). Oksigen dalam bentuk oksiasetilena (campuran gas karbida dan oksigen) digunakan untuk membersihkan kerak besi dan menghaluskan tonjolan-tonjolan pada produk baja. Selain itu oksigen juga berperan dalam pembakaran logam, pengobatan di rumah sakit, dan aerasi limbah industri.

           Pembuatan oksigen:

a.       Proses elektrolisis air

b.      Proses penyulingan udara

c.       Proses pemanasan garam tertentu dan oksida logam berat

       2 KClO₃(s) → 2 KCl(s) + 3 O₂(g)
       2 HgO(s) → 2 Hg(l) + O₂(g)

8.      Belerang

           Belerang terdapat bebas di alam, terutama di daerah gunung berapi. Kegunaannya adalah sebagai bahan baku pembuatan asam sulfat. Selain itu belerang juga digunakan dalam pembuatan bubuk mesiu, insektisida, dan proses vulkanisasi ban kendaraan bermotor, pembuatan pulp kertas serta pembuatan obat penyakit kuli / jerawat.

           Pembuatan asam sulfat dalam dunia industri asam sulfat dibuat dengan dua cara:
a) Menurut proses kontak,

     4FeS₂ + 11O₂  →2Fe₂O₃ + 8SO₂

Gas belerang dioksidasi lalu dicampur dengan udara dan dialirkan melalui katalisator kontak(V₂O₅) pada suhu ± 400 °C.

     4SO₃ + H₂SO₄ → H₂S₂O₇

          4H₂S₂O₇ + H₂O → 2H₂SO₄
b) Menurut proses bilik timbal

     Bahan baku dalam proses ini sama seperti pada proses kontak yaitu gas SO₂. Katalis yang digunakan pada proses ini ialah gas NO dan NO₂. Gas SO₂, NO, NO₂, dan uap air dialirkan ke dalam ruang yang bagian dalamnya dilapisi Pb (timbal).

Reaksi yang terjadi:
2 S(s) + 2 O₂(g) →2 SO₂(g)
2 SO₂(g) + 2 NO₂(g) →2 SO₃(g) + 2 NO(g)
2 SO₃(g) + 2 H₂O(l) →2 H₂SO₄(aq)
2 NO(g) + O₂(g) →2 NO₂(g)
Reaksi total:
2 S(s) + 2 O₂(g) + 2 H₂O(l) + 2 H₂O(l) →2 H₂SO₄(aq)

9.      Analisis Unsur dalam Pupuk

           Pupuk didefinisikan sebagai material yang ditambahkan ke tanah atau tajuk tanaman dengan tujuan untuk melengkapi ketersediaan unsur hara. Bahan pupuk yang paling awal adalah kotoran hewan, sisa pelapukan tanaman dan arang kayu. Pemakaian pupuk sintetis kemudian berkembang seiring dengan ditemukannya deposit garam kalsium di Jerman pada tahun 1839. Dalam pemilihan pupuk perlu diketahui terlebih dahulu jumlah dan jenis unsur hara yang dikandungnya, serta manfaat dari berbagai unsur hara pembentuk pupuk tersebut. Selain menentukan jenis pupuk yang tepat, perlu diketahui juga cara aplikasinya yang benar, sehingga takaran pupuk yang diberikan dapat lebih efisien. Kesalahan dalam aplikasi pupuk akan berakibat pada terganggunya pertumbuhan tanaman.

           Jenis-jenis pupuk, antara lain:

a.       Pupuk Sumber Nitrogen

Contohnya adalah amonium nitrat, amonium sulfat, kalsium nitrat, dan urea.

b.      Pupuk Sumber Fosfor

Contohnya adalah SP36 dan amonium phospat

c.       Pupuk Sumber Kalium

Contohnya adalah kalium klorida, kalium sulfat, dan kalium nitrat

F.       Model Pembelajaran

Pendekatan                      : Contextual Teaching and Learning

Metode                             : demonstrasi, ceramah, Tanya jawab dan diskusi kelompok

Model pembelajaran         : Kooperatif tipe Jigsaw

Alat yang digunakan        : whiteboard, boardmarker, LCD, dan laptop

G.      Kegiatan Pembelajaran

Untuk 1 pertemuan: 2 x 45 menit

Langkah	Kegiatan	Alokasi waktu	Nilai karakter yang dicapai
Pembukaan	Salam pembuka: Peserta didik masuk kelas, kemudian salah satu peserta didik memimpin doa sebelum pelajaran dimulai. Guru mengabsen peserta didik.	1 menit	Disiplin
	Apersepsi: Guru menunjuk benda-benda yang ada di dalam kelas seperti meja, jendela, kaca, pensil, tralis besi, dan sebagainya lalu menanyakan asal dan kegunaannya kepada siswa. Guru mengajak peserta didikuntuk mulai berpikir tentang kegunaan unsur-unsur kimia dan proses pembuatannya.	3 menit	Percaya diri Kreatif
	Penjelasan tujuan pembelajaran: Guru menjelaskan materi dan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai.	1 menit	Menghargai orang lain
Kegiatan inti	Eksplorasi: Guru menampilkan tabel periodik unsur lalu peserta didik menyebutkan unsur-unsur logam yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.	5 menit	Kreatif Mandiri Tekun Percaya diri
	Elaborasi : 1). Guru membagi peserta didik menjadi 6 kelompok jigsaw. Kelompok harus beragam dalam hal gender, etnis, ras, dan kemampuan.   2). Guru menunjuk salah satu peserta didik dari tiap kelompok sebagai pemimpin. Awalnya, orang ini harus menjadi peserta didik yang paling matang dalam kelompok.  3). Guru mengundi materi yang harus dikuasai pada masing-masing kelompok 3). Menugaskan setiap peserta didik untuk belajar satu bagian, yaitu manfaat, dampak serta proses pembuatan yang dalam hal ini guru menayangkan video pembuatan logam natrium, besi dan aluminium serta  memberikan buku pegangan. Memastikan peserta didik memiliki akses langsung hanya untuk bagian mereka sendiri. (dua kelompok mengamati dan memahami manfaat, dampak, dan proses pembuatan logam natrium, dua kelompok mengamati dan memahami manfaat, dampak, dan proses pembuatan alumunium, dan dua kelompok terakhir memngamati dan memahami manfaat, dampak, dan proses pembuatan alumunium. 5). Guru memberikan peserta didik waktu untuk membaca atau melihat video secara berulang setidaknya dua kali agar peserta didik menjadi akrab dengannya. Tidak perlu bagi mereka untuk menghafalkannya.  6). Membentuk "kelompok ahli"  dengan memilih salah satu peserta didik dari setiap kelompok jigsaw bergabung peserta didik yang berbeda di bagian yang sama. Beri peserta didik dalam kelompok ahli waktu untuk mendiskusikan poin-poin utama dari bagian mereka.   7). Guru mengarahkan peserta didik dari kelompok ahli untuk kembali ke kelompok asal dan mempresentasikan atau menjelaskan hasil diskusi dengan kelompok ahli untuk kelompok asal. Mendorong anggota kelompok lain dalam kelompok untuk mengajukan pertanyaan sebagai klarifikasi.  8). Guru mengarahkan diskusi agar proses tersebut tetap tertib sehingga tujuan tercapai.   9). Pada akhir sesi, memberikan kuis pada materi sehingga peserta didik dengan cepat menyadari bahwa sesi ini tidak hanya menyenangkan dan permainan tapi benar-benar dihitung.	65 menit	Kerja sama Kritis Tekun Percaya diri Mandiri
	Konfirmasi: Guru mengumpulkan hasil rangkuman tiap-tiap kelompok dan meminta peserta didik memberikan kesimpulan dari kegiatan yang telah dilakukan.	10 menit	Kritis Cermat Rapi
Penutup	Guru menyimpulkan hasil kegiatan dan memberikan evaluasi kepada peserta didik berupa tugas rumah. Guru juga menjelaskan materi yang akan dibahas pada pertemuan berikutnya. Guru mengakhiri pertemuan dengan doa dan salam penutup.	5 menit	Religius

H.      Evaluasi

Jenis tagihan                         : tugas individu

Bentuk instrumen                 : tes tertulis (tugas rumah)

Contoh instrumen                 : lembar soal

Tujuan                                  : untuk mengetahui kemampuan peserta didik dalam memahami materi tentang manfaat dan dampak unsur-unsur serta senyawanya dalam kehidupan sehari-hari dan mengetahui proses pembuatan unsur natrium, alumunium, dan besi.

SOAL PILIHAN GANDA

1. Gips adalah persenyawaan antara ….
A. nitrogen dan oksigen
B. belerang dan kapur
C. besi dan aluminium
D. timah dan aluminium

2. Senyawa sumber unsur aluminium adalah ….
A. alumina
B. bauksit
C. kapur klor
D. fosforus

3.  Kegunaan asam sulfat di antaranya adalah untuk ….
A. pembuatan asam fosfat dari kalsium fosfat
B. pembuatan besi baja
C. bahan baku pembuatan semen
D. bahan baku pembuatan bahan bangun an

4. Senyawa yang dapat menimbulkan efek rumah kaca adalah ….
A. NO₂
B. SO₂
C. CO₂
D. NO

5. Sumber utama unsur nitrogen terdapat pada ….
A. kerak bumi
B. batuan
C. atmosfer
D. gas alam

6. Berikut yang merupakan senyawa nitrogen yang sering digunakan adalah ….
A. oleum
B. amonia
C. tiroid
D. cuka

7. Unsur di bawah ini dapat dibuat dengan elektrolisis, kecuali ….
A. aluminium
B. natrium
C. magnesium
D. Oksigen

8. Di bawah ini adalah unsur makro yang diperlukan tanaman, kecuali ….
A. Mg
B. Na
C. K
D. Cl

9.  Pernyataan berikut ini benar, kecuali ….
A. bijih besi mempunyai rumus Fe₂O₃
B. bijih bauksit dimurnikan dengan melarutkannya ke dalam larutan NaOH
C. katoda dalam elektrolisis pembuatan logam aluminium adalah karbon
D. titik leleh Al₂O₃ diturunkan dengan penambahan kryolit

10.  Senyawa yang dapat menurunkan titik leleh Al₂O₃ adalah ….
A. karbon tetraklorida
B. asam sulfat
C. amonia
D. kryolit

11. Di bawah ini adalah unsur yang ionnya menimbulkan kesadahan air, kecuali ….
A. Ca
B. Cu
C. Fe
D. Mg

12. Unsur yang diperlukan tanaman untuk merangsang pertumbuhan dan pembentukan protein, lemak, dan senyawa lain adalah ….
A. K
B. N
C. P
D. C

KUNCI JAWABAN

1.      B

2.      B

3.      A

4.      C

5.      C

6.      B

7.      D

8.      D

9.      A

10.  D

11.  B

12.  B

Penilaian                                  :

Skor maksimal                        : 100

Nilai akhir                              =

Kriteria penilaian                    :

No	Nilai Kuantitatif		Nilai Kualitatif	Keterangan
1.	5	≥ 86	A	Sangat baik
2.	4	76 nilai < 86	B	Baik
3.	3	60nilai <76	C	Cukup
4.	2	46 nilai < 60	D	Kurang
5.	1	<46	E	Sangat kurang

Jenis tagihan                         : tugas kelompok

Bentuk instrumen                 : tes tertulis (rangkuman kelompok)

Contoh instrumen                 : lembar rangkuman

Tujuan                                  : untuk mengetahui kemampuan peserta didik dalam memahami materi tentang manfaat dan dampak unsur-unsur serta senyawanya dalam kehidupan sehari-hari dan industri, pembuatan unsur serta senyawanya dan komposisi unsur dalam pupuk.

Lembar rangkuman              : masing-masing kelompok merangkum hasil presentasi kelompok lain.

Penilaian                                  :

Yang dinilai	Skor  maksimal
Kelengkapan	20
Isi rangkuman	70
Kerapian	10
Total skor	100

Skor maksimal                        : 100

Nilai akhir                              =

Kriteria penilaian                    :

No	Nilai Kuantitatif		Nilai Kualitatif	Keterangan
1.	5	≥ 86	A	Sangat baik
2.	4	76 nilai < 86	B	Baik
3.	3	60nilai <76	C	Cukup
4.	2	46 nilai < 60	D	Kurang
5.	1	<46	E	Sangat kurang

I.         Referensi

Budi Utami, dkk. 2009. Kimia 3: Untuk SMA/MA Kelas XII Program Ilmu Alam. Jakarta: Pusbuk Depdiknas

Michael Purba. 2007. Kimia 3A untuk SMA kela XII. Jakarta: Erlangga

Sukardjo. 2009. Kimia SMA/MA Kelas XII. Jakarta : Bumi Aksara

Sukardjo dan Lis Permana Sari. 2008.  Penilaian Hasil Belajar Kimia. Yogyakarta: FMIPA UNY

Suyanto, dkk. 2007. Kimia untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: PT Grasindo

Teguh Pangajuanto dan Tri Rahmidi. 2009. Kimia 3: Untuk SMA/MA kelas XII. Jakarta: Pusbuk Depdiknas