LKPD Kimia Kelas 11: Memprediksi Sifat Fisik Titik Didih dan Titik Leleh Materi Berdasarkan Ikatan Kimia dan Gaya Intermolekuler

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Memprediksi sifat fisik materi berdasarkan jenis ikatan kimia dan gaya intermolekuler

PETUNJUK UMUM

• Bacalah instruksi pada setiap kegiatan dengan cermat.
• Bekerjasamalah dalam kelompok diskusi secara aktif dan saling menghargai pendapat.
• Gunakan data sifat fisik, jenis ikatan, serta jenis gaya intermolekuler untuk membuat prediksi yang tepat.
• Tuliskan hasil prediksi dan alasan ilmiah kalian pada ruang jawaban yang telah disediakan.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Memprediksi Urutan Titik Didih Senyawa Kovalen Berdasarkan Gaya Intermolekuler

Estimasi: 25 menit

Alat & Bahan:

• Tabel massa molar (Mr) unsur
• Data keelektronegatifan unsur

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati data tiga pasang molekul kovalen berikut: (a) Gas Oksigen (O2, Mr = 32) dan Gas Nitrogen (N2, Mr = 28); (b) Hidrogen Klorida (HCl, polar) dan Gas Klorin (Cl2, nonpolar, Mr mirip); (c) Air (H2O, Mr = 18) dan Hidrogen Sulfida (H2S, Mr = 34).
2. Identifikasi jenis gaya intermolekuler utama yang bekerja pada masing-masing molekul (gaya dispersi London, interaksi dipol-dipol, atau ikatan hidrogen).
3. Bandingkan kekuatan gaya intermolekulernya, kemudian buat prediksi molekul mana yang memiliki titik didih lebih tinggi pada setiap pasangan.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan kekuatan gaya dispersi London, prediksikan apakah titik didih O2 lebih tinggi atau lebih rendah daripada N2! Berikan alasan prediksimu.

2. Antara senyawa HCl dan Cl2 yang memiliki massa molekul relatif berdekatan, prediksikan zat mana yang memiliki titik didih lebih tinggi berdasarkan jenis gaya intermolekulernya!

3. Meskipun Mr H2S (Mr = 34) hampir dua kali lipat dari Mr H2O (Mr = 18), prediksikan senyawa mana yang memiliki titik didih jauh lebih tinggi! Jelaskan dasar gaya antarmolekul yang mendasari prediksimu.

Format jawaban: Tuliskan jawaban dalam bentuk uraian terstruktur di lembar kerja dengan memuat dua unsur wajib: (1) Pernyataan prediksi zat bertitik didih lebih tinggi/rendah, dan (2) Penjelasan perbandingan kekuatan gaya intermolekulernya.

Kegiatan 2: Memprediksi Perbandingan Titik Leleh Berdasarkan Jenis Ikatan Kimia (Logam, Ionik, Kovalen)

Estimasi: 35 menit

Alat & Bahan:

• Tabel periodik unsur
• Kartu nama zat dan model ikatan

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati empat zat padat berikut: Natrium klorida (NaCl), Besi (Fe), Berlian/Intan (C, kovalen raksasa), dan Padatan Metana (CH4).
2. Tentukan jenis ikatan kimia utama yang menyatukan partikel-partikel dalam masing-masing zat (ikatan ion, ikatan logam, ikatan kovalen raksasa/jaringan, atau gaya intermolekuler antarmolekul kovalen sederhana).
3. Lengkapilah tabel prediksi urutan titik leleh dari yang terendah ke yang tertinggi serta berikan dasar prediksinya.

Pertanyaan:

1. Lengkapilah tabel perbandingan jenis ikatan dan urutan prediksi titik leleh untuk materi NaCl, Fe, Intan (C), dan CH4!

2. Berdasarkan tabel di atas, prediksikan apa yang terjadi pada wujud CH4 dan NaCl pada suhu kamar (25 °C) akibat perbedaan kekuatan jenis ikatan/interaksinya!

Format tabel 4 kolom: [Nama Zat] | [Jenis Ikatan/Interaksi Partikel] | [Prediksi Peringkat Titik Leleh (1=Terendah s.d. 4=Tertinggi)] | [Alasan Pemutusan Ikatan/Gaya]. Diikuti 1 paragraf singkat untuk pertanyaan nomor 2.

Kegiatan 3: Tantangan Aplikasi: Memprediksi Volatilitas dan Titik Didih Senyawa dalam Kehidupan Sehari-hari

Estimasi: 30 menit

Alat & Bahan:

• Teks informasi ringkas struktur molekul air, etanol, dan butana
• Lembar kerja diskusi

Petunjuk Pengerjaan:

1. Diskusikan kasus kontekstual berikut: Mengapa cairan antiseptik pembersih tangan yang mengandung Etanol (C2H5OH, polar, memiliki ikatan hidrogen) lebih cepat menguap dan terasa dingin di kulit dibandingkan air (H2O), namun Etanol jauh lebih lambat menguap jika dibandingkan dengan gas Butana cair (C4H10, nonpolar) pemantik api?
2. Bandingkan struktur dan kekuatan ikatan antarmolekul pada ketiga zat tersebut (H2O, Etanol, Butana).
3. Buatlah urutan prediksi kemudahan menguap (volatilitas) dan titik didih ketiga cairan tersebut secara tepat.

Pertanyaan:

1. Prediksikan urutan ketiga zat (Air, Etanol, Butana) dari yang memiliki titik didih terendah hingga titik didih tertinggi berdasarkan gaya intermolekulernya!

2. Berdasarkan prediksi titik didih di atas, prediksikan zat mana yang memiliki sifat paling volatil (paling mudah menguap) di udara terbuka dan jelaskan kaitannya dengan gaya intermolekulernya!

Tuliskan hasil konsensus diskusi kelompok dalam format daftar urutan prediksi [Zat 1 < Zat 2 < Zat 3] disertai uraian argumentasi gaya intermolekuler pendukung pada kotak jawaban yang tersedia.

REFLEKSI

1. Bagaimana caramu mengenali jenis gaya intermolekuler pada suatu molekul sebelum membuat prediksi titik didihnya?

2. Mengapa memahami hubungan antara gaya intermolekuler dan sifat fisik zat bermanfaat dalam menjelaskan fenomena zat di sekitarmu (misalnya kecepatan mengeringnya cairan alkohol dibandingkan air)?