LKPD Kimia Kelas 11: Mengidentifikasi Sumber Ketidakpastian dalam Rangka Mengevaluasi Perhitungan Persen Hasil Reaksi Kimia

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Mengidentifikasi sumber ketidakpastian dalam rangka mengevaluasi kesimpulan perhitungan persen hasil reaksi kimia

PETUNJUK UMUM

• Bacalah pengantar kasus dan data eksperimen yang disajikan dengan cermat bersama kelompokmu.
• Lakukan analisis dan identifikasi terhadap sumber-sumber ketidakpastian eksperimental yang memengaruhi hasil aktual dan nilai persen hasil reaksi.
• Tuliskan hasil telaah dan evaluasimu secara objektif pada tabel dan format isian yang telah disediakan.
• Bekerjasamalah secara aktif, hargai pendapat rekan sekelompok, dan manfaatkan waktu sebaik-baiknya.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Investigasi Kasus: Mengidentifikasi Sumber Ketidakpastian Persen Hasil Rendah

Estimasi: 25 menit

Alat & Bahan:

• Lembar Kerja Murid
• Kalkulator
• Alat tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati narasi percobaan sintesis tembaga(II) oksida (CuO) berikut: 'Seorang murid memanaskan 6,40 gram serbuk tembaga murni dengan gas oksigen berlebih untuk menghasilkan CuO. Berdasarkan perhitungan teoretis, massa CuO yang seharusnya terbentuk adalah 8,00 gram. Namun, setelah produk akhir ditimbang, hanya diperoleh 6,00 gram CuO (persen hasil = 75%).'
2. Periksa catatan kerja laboratorium siswa tersebut: (1) Pereaksi dipindahkan dengan spatula kering tetapi sebagian serbuk menempel pada kertas timbang dan dinding wadah; (2) Reaksi pemanasan dihentikan tepat ketika warna hitam mulai tampak tanpa pemanasan lanjutan hingga massa konstan; (3) Sebagian padatan halus CuO sempat tertiup aliran udara saat pendinginan di cawan terbuka.
3. Identifikasi sumber-sumber ketidakpastian/kesalahan eksperimental dari catatan kerja tersebut dan tentukan pengaruhnya terhadap perolehan persen hasil reaksi.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan narasi percobaan, identifikasi 3 sumber ketidakpastian eksperimental yang menyebabkan nilai hasil aktual lebih kecil daripada hasil teoretis, serta jelaskan bagaimana masing-masing sumber tersebut menyebabkan persen hasil hanya tercapai 75%!

2. Identifikasi dari ketiga sumber ketidakpastian tersebut, manakah yang tergolong 'kesalahan teknis/prosedural pemindahan zat' dan manakah yang tergolong 'ketidaktuntasan reaksi kimia'!

Tabel 3 kolom: [No, Sumber Ketidakpastian yang Teridentifikasi, Penjelasan Dampak terhadap Persen Hasil] diikuti 2 baris isian kategori kesalahan teknis dan ketidaktuntasan reaksi.

Kegiatan 2: Investigasi Anomali: Mengidentifikasi Sumber Ketidakpastian Persen Hasil Melebihi 100%

Estimasi: 30 menit

Alat & Bahan:

• Lembar Kerja Murid
• Alat tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati kasus kedua berikut: 'Kelompok praktikum lain melakukan reaksi pengendapan barium sulfat (BaSO4). Berdasarkan perhitungan stoikiometri, hasil teoretis endapan BaSO4 kering adalah 4,66 gram. Namun, setelah endapan disaring dan ditimbang, neraca analitis menunjukkan angka 5,20 gram (persen hasil terhitung = 111,59%). Kelompok tersebut langsung menyimpulkan bahwa massa zat bertambah dan reaksi melipatgandakan atom.'
2. Tinjau prosedur yang mereka lakukan: Endapan dicuci satu kali saja dengan sedikit akuades, lalu kertas saring yang masih basah langsung dimasukkan ke oven selama 3 menit, kemudian langsung ditimbang tanpa diuji sampai massa konstan.
3. Identifikasi sumber ketidakpastian yang menyebabkan persen hasil semu melebihi 100% dan evaluasi keabsahan kesimpulan kelompok tersebut.

Pertanyaan:

1. Identifikasi 2 sumber ketidakpastian eksperimental yang paling mungkin menyebabkan massa endapan terukur lebih besar daripada massa teoretis (persen hasil > 100%)!

2. Berdasarkan sumber ketidakpastian yang telah kamu identifikasi, evaluasilah kesimpulan kelompok tersebut yang menyatakan bahwa 'reaksi kimia melipatgandakan atom sehingga massa bertambah'!

Format uraian 2 butir sumber ketidakpastian (disertai alasan fisisnya) dan 1 kolom paragraf evaluasi kesimpulan kelompok.

Kegiatan 3: Evaluasi Komprehensif: Menghubungkan Sumber Ketidakpastian dengan Nilai Persen Hasil

Estimasi: 35 menit

Alat & Bahan:

• Lembar Kerja Murid
• Buku Catatan
• Alat tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Pelajari tabel empat skenario eksperimen sintesis garam sintetis di laboratorium industri pupuk.
2. Identifikasi jenis sumber ketidakpastian untuk setiap skenario (misal: pengotor bahan awal, reaksi samping, kehilangan zat selama penyaringan, atau endapan basah).
3. Evaluasi apakah sumber ketidakpastian tersebut menyebabkan nilai persen hasil yang dilaporkan menjadi 'terlalu rendah (< 100%)' atau 'terlalu tinggi (> 100%)', serta simpulkan tindakan perbaikan yang diperlukan pada proses pengamatan/pengukuran.
4. Alokasikan 10 menit terakhir kegiatan ini untuk menulis refleksi individu dan menutup sesi pembelajaran bersama guru.

Pertanyaan:

1. Lengkapilah identifikasi sumber ketidakpastian dan arah penyimpangan persen hasil untuk 4 skenario eksperimen berikut:
Skenario A: Larutan reaktan tumpah sedikit saat dipindahkan ke labu reaksi.
Skenario B: Terbentuk produk samping berwarna kuning yang tidak diinginkan di samping produk utama.
Skenario C: Kertas saring berisi endapan ditimbang dalam kondisi masih lembap.
Skenario D: Reaktan yang digunakan memiliki label kemurnian teknis 90% (bukan murni 100%) tetapi dihitung dengan rumus seolah-olah 100% murni murni.

2. Berdasarkan identifikasi skenario A sampai D, identifikasi 2 langkah pengamatan/prosedur yang harus dievaluasi dan diperbaiki agar nilai persen hasil yang dihitung benar-benar mencerminkan efisiensi reaksi yang sesungguhnya!

Tabel 4 baris evaluasi skenario: [Skenario, Sumber Ketidakpastian yang Teridentifikasi, Arah Persen Hasil (<100% atau >100%)] serta ruang uraian untuk evaluasi perbaikan prosedur.

REFLEKSI

1. Sumber ketidakpastian mana yang menurutmu paling sering terjadi dan paling sulit dihindari saat melakukan eksperimen kimia di laboratorium sekolah?

2. Bagaimana pemahaman tentang sumber ketidakpastian membantumu bersikap kritis dan jujur ketika melihat data hasil percobaan yang tidak sama persis dengan angka perhitungan di buku teori?