Halaman
iiPraktis Belajar Kimiauntuk Kelas XSekolah Menengah Atas/Madrasah AliyahProgram Ilmu Pengetahuan AlamPenulis:Iman RahayuPenyunting:Farida DzalfaPewajah Isi:Deni WardaniIlustrator:YudianaPewajah Sampul:DasimanUkuran Buku : 17,6 x 25 cmHak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasionaldari Penerbit Visindo Media Persada, PTDiterbitkan oleh Pusat PerbukuanDepartemen Pendidikan NasionalTahun 2009Diperbanyak oleh ....Hak Cipta Pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-undang540.7IMAIMAN RahayupPraktis Belajar Kimia 1 : Untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/MadrasahAliyah / penulis, Iman Rahayu ; penyunting, Farida Dzalfa; ilustrator, Yudiana. — Jakarta : Pusat Perbukuan,Departemen Pendidikan Nasional, 2009.viii, 210 hlm. : ilus. ; 30 cm.Bibliografi : hlm. 210IndeksISBN 978-979-068-713-4 (No. Jil Lengkap)ISBN 978-979-068-714-11. Kimia-Studi dan Pengajaran I. Judul II. Farida Dzalfa III. Yudiana
iiiPuji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dankarunia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional,pada tahun 2009, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui situs internet(website) Jaringan Pendidikan Nasional.Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar NasionalPendidikan dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhisyarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melaluiPeraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 27 Tahun 2007 tanggal 25Juni 2007.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada parapenulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanyakepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas olehpara siswa dan guru di seluruh Indonesia.Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepadaDepartemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan,dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untukpenggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhiketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku tekspelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruhIndonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapatmemanfaatkan sumber belajar ini.Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepadapara siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya.Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.Jakarta, Juni 2009Kepala Pusat PerbukuanKata Sambutan
ivKimia merupakan ilmu kehidupan. Fakta-fakta kehidupan, sepertitumbuhan, manusia, udara, makanan, minuman, dan materi lain yang sehari-hari digunakan manusia dipelajari dalam Kimia. Kimia sangat erat kaitannyadengan kehidupan.Oleh karena itu, perlu adanya peningkatan kualitas pendidikan Kimia disekolah agar membentuk siswa yang memiliki daya nalar dan daya pikiryang baik, kreatif, cerdas dalam memecahkan masalah, serta mampumengomunikasikan gagasan-gagasannya. Atas dasar inilah kami menerbitkanbuku Praktis Belajar Kimia ke hadapan pembaca. Buku ini menghadirkanaspek kontekstual bagi siswa dengan mengutamakan pemecahan masalahsebagai bagian dari pembelajaran untuk memberikan kesempatan kepadasiswa membangun pengetahuan dan mengembangkan potensi mereka sendiri.Materi dalam buku ini diharapkan dapat membawa Anda untukmemperoleh pemahaman tentang ilmu Kimia sebagai proses dan produk.Materi pelajaran Kimia yang disajikan bertujuan membekali Anda denganpengetahuan, pemahaman, dan sejumlah kemampuan untuk memasukijenjang yang lebih tinggi, serta mengembangkan ilmu Kimia dalamkehidupan sehari-hari.Oleh karena itu, mendudukkan Kimia hanya sebatas teori di dalam kelas,tidak saja akan membuat siswa kurang memahaminya, tetapi jugamenghambat tercapainya tujuan pembelajaran. Melalui buku Praktis BelajarKimia ini, Anda diharapkan dapat menyenangi pelajaran Kimia.Materi-materi bab di dalam buku ini disesuaikan dengan perkembanganilmu dan teknologi terkini. Selain itu, buku ini disajikan dengan bahasayang mudah dimengerti dan komunikatif sehingga Anda seolah-olahberdialog langsung dengan penulisnya.Kami menyadari bahwa penerbitan buku ini tidak akan terlaksana denganbaik tanpa dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, denganhati yang tulus, kami ucapkan terima kasih atas dukungan dan bantuanyang diberikan. Semoga buku ini dapat memberi kontribusi bagiperkembangan dan kemajuan pendidikan di Indonesia. Jakarta, Juni 2007PenerbitKata Pengantar
vPetunjuk Penggunaan BukuBuku Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X ini terdiri atas bab Pendahuluandan delapan bab isi, yaitu Sifat Periodik dan Struktur Atom, Ikatan Kimia, TataNama Senyawa dan Persamaan Reaksi, Perhitungan Kimia, Daya Hantar Listrikdan Reaksi Redoks, Hidrokarbon, Minyak Bumi dan Petrokimia, dan SenyawaOrganik dalam Kehidupan Sehari-hari.Berikut penyajian materi dan pengayaanyang terdapat dalam buku ini.1.Advance Organizer menyajikan contoh penerapan/manfaat dari materi yangakan dipelajari, bersifat dialogis dan terkini.2. Soal Pramateri merupakan uji awal pengetahuan umum Anda yang mengacukepada materi bab tersebut.3. Gambar dan Ilustrasi ditampilkan dengan memadukan gambar dan ilustrasiyang bersesuaian dengan materi.4. Selidikilah merupakan tugas yang diberikan kepada Anda berkaitan denganmateri yang akan dipelajari. Tugas ini mengajak Anda untuk berpikir kritis,kreatif, dan inovatif.5. Tantangan Kimia diberikan kepada Anda untuk mencari jawaban soal terbukasehingga Anda akan tertantang untuk belajar lebih jauh.6. Kegiatan Semester merupakan tugas semester yang dikerjakan secaraberkelompok.7. Soal Penguasaan Materi berisi tentang pertanyaan yang terdapat di setiapakhir subbab.8. Peta Konsep berguna sebagai acuan untuk Anda dalam mempermudahmempelajari materi dalam bab.9. Evaluasi Materi Bab merupakan sarana evaluasi dalam memahami materipelajaran dalam satu bab.10. Evaluasi Materi Semester merupakan sarana evaluasi dalam memahamimateri pelajaran dalam satu semester.11. Evaluasi Materi Akhir Tahun merupakan sarana evaluasi dalam memahamimateri pelajaran dalam satu tahun.12. Fakta Kimia berisi informasi menarik, terkini, dan konkret yang berkaitan denganmateri bab.13. Legenda Kimia memuat tokoh-tokoh kimia yang berjasa di bidangnya.14. Kata Kunci merupakan kunci dari suatu konsep dalam materi yang akanmemudahkan Anda untuk mengingat konsep tersebut.15. Apendiks merupakan lampiran yang berisi kunci jawaban, tabel periodikunsur, dan beberapa tetapan kimia.16. Kamus Kimia merupakan kamus kecil kata-kata penting dalam materi padasetiap bab.17. Indeks berisi rujukan kata-kata dalam bab yang memudahkan Anda dalampencarian kata-kata penting.
viKata Sambutan • iiiKata Pengantar• ivPetunjuk Penggunaan Buku•vSemester 1Pendahuluan ........................................................... 1A.Peranan Ilmu Kimia ..................................................................1B.Metode Ilmiah ........................................................................2C.Eksperimen dan Pengukuran ......................................................3Bab 1Sistem Periodik dan Struktur Atom ........................... 5A.Perkembangan Sistem Periodik ..................................................6B.Penggolongan Unsur dalam Tabel Periodik....................................13C. Struktur Atom ....................................................................... 15D.Keperiodikan Sifat Unsur-Unsur Kimia.........................................23E.Perkembangan Teori Atom ........................................................ 26Evaluasi Materi Bab 1 ................................................................... 33Bab 2Ikatan Kimia ........................................................... 35A.Kestabilan Unsur-Unsur Kimia di Alam........................................36B.Ikatan Ion .............................................................................. 39C.Ikatan Kovalen........................................................................43D.Kepolaran Senyawa Kovalen.......................................................48E.Ikatan Kovalen Koordinasi dan Ikatan Logam..................................50F.Memprediksi Jenis Ikatan Berdasarkan Sifat Fisisnya......................51Evaluasi Materi Bab 2 ................................................................... 55Kegiatan Semester 1 ............................................................... 57Bab 3Tata Nama Senyawa dan Persamaan Reaksi ............... 59A.Tata Nama Senyawa ................................................................ 60B.Persamaan Reaksi Kimia..........................................................66Evaluasi Materi Bab 3 ................................................................... 71Bab 4A.Hukum-Hukum Dasar Kimia ....................................................... 74B.Penerapan Hukum Gay Lussac ................................................... 81C.Penerapan Hipotesis Avogadro..................................................82D.Konsep Mol ........................................................................... 85E.Hubungan Mol, Jumlah Partikel, Massa Zat, dan Volume Zat............. 86F.Penentuan Rumus Kimia, Kadar Zat dalam Senyawa, dan PereaksiPembatas ............................................................................. 89Evaluasi Materi Bab 4 ................................................................... 96Evaluasi Materi Semester 1 ..................................................... 99Perhitungan Kimia .................................................. 73Daftar Isi
viiSemester 2Bab 6A.Mengenal Senyawa Hidrokarbon.................................................122B.Keunikan Senyawa Karbon.........................................................125C.Pengelompokan Senyawa Hidrokarbon..........................................128D.Titik Didih dan Keisomeran Senyawa Hidrokarbon...........................144E.Reaksi-Reaksi Senyawa Hidrokarbon...........................................150Evaluasi materi Bab 6 ................................................................... 153Hidrokarbon ........................................................... 121A.Pembentukan dan Pengolahan Minyak Bumi...................................156B.Penggunaan Minyak Bumi dan Dampaknya ..................................... 160Evaluasi Materi Bab 7 ................................................................... 165Bab 7Minyak Bumi dan Petrokimia ................................... 155A.Kegunaan Senyawa Organik di Bidang Pangan ................................ 168B.Kegunaan Senyawa Organik di Bidang Kesehatan ........................... 171C.Kegunaan Senyawa Organik di Bidang Pertanian dan Industri............173Evaluasi Materi Bab 8 ................................................................... 178Evaluasi Materi Semester 2 ..................................................... 180Evaluasi Materi Akhir Tahun .................................................... 183Apendiks 1 Kunci Jawaban ....................................................... 187Apendiks 2 Tabel Unsur-Unsur Kimia ......................................... 196Apendiks 3 Tetapan Fisik .......................................................... 199Apendiks 4 Faktor Konversi ...................................................... 200Kamus Kimia ........................................................................... 201Indeks.................................................................................... 205Daftar Pustaka ....................................................................... 210Senyawa Organik dalam Kehidupan Sehari-hari .......... 167Bab 8Bab 5A.Sifat Hantar Listrik.................................................................104B.Konsep Reaksi Redoks.............................................................107C.Penerapan Konsep Larutan Elektrolit dan Reaksi Redoks.................112Evaluasi Materi Bab 5 ................................................................... 117Kegiatan Semester 2 ............................................................... 119Daya Hantar Listrik dan Reaksi Redoks .................... 103
1PendahuluanSumber: www.industry.siemens.comSejak tahun 1800, populasi manusia di muka bumi telah mengalamipeningkatan sebesar lima kali lipat. Hal ini menyebabkan meningkatnyapengharapan akan nilai-nilai kehidupan. Obat-obatan, pengendalianpenyakit, dan peningkatan produksi pangan menjadi hal yang sangat penting.Akibatnya, telah terjadi kemajuan yang sangat pesat dalam berbagai bidangkehidupan.Zaman dahulu, orang mengendarai kuda, keledai, atau unta sebagaialat transportasi. Dengan ditemukannya bahan bakar dari minyak bumi,mulai ditemukan pula alat transportasi modern, seperti kendaraan bermotordan pesawat terbang. Saat ini juga banyak ditemukan peralatan dari bahanpolimer dan keramik sebagai ganti dari peralatan kayu dan logam. Bahan-bahan tersebut diproduksi oleh pabrik untuk mendapatkan material dengansifat-sifat yang berbeda dari material alami.Semua perubahan dan penemuan tersebut tidak terlepas dari Kimia. DiSD dan SMP, Anda tentu telah mempelajari Ilmu Pengetahuan Alam yangmeliputi Fisika, Biologi, dan Kimia. Pada tingkat SMA ini, Anda akanmempelajari ilmu Kimia lebih dalam.Kimia adalah ilmu yang mempelajari komposisi, sifat, dan perubahanzat. Proses kimia dapat Anda temukan di alam ataupun di laboratorium.Ilmu Kimia berhubungan dengan banyak ilmu lain seperti Biologi, Farmasi,Geologi, dan Lingkungan. Sebagai contoh, ilmu Kimia merupakan dasardari revolusi biologi molekular yang membahas tentang bagaimana kontrolgenetik dapat terjadi pada makhluk hidup. Dapatkah Anda sebutkan contohpenerapan ilmu Kimia yang dapat Anda temukan sehari-hari?A.Peranan IlmuKimiaB.Metode IlmiahC.Eksperimendan PengukuranAPeranan Ilmu KimiaIlmu Kimia merupakan cabang ilmu pengetahuan yang menjadi dasarbanyak ilmu lainnya. Banyak orang salah mengerti tentang bahan kimia.Bahan kimia sering diartikan sebagai bahan yang pasti berbahaya. Padahal,semua bahan/materi di alam tersusun atas unsur-unsur kimia. Banyakpenemuan baru yang dihasilkan di laboratorium oleh para ahli kimia yangdapat meningkatkan kualitas hidup manusia. Berikut ini peranan ilmu Kimiadi berbagai bidang kehidupan.
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X21. Bidang KesehatanBahan-bahan kimia sering digunakan sebagai obat-obatan. Obat dibuatberdasarkan hasil penelitian terhadap proses dan reaksi kimia bahan-bahanyang berkhasiat secara medis terhadap suatu penyakit. Hal ini dipelajaridalam cabang ilmu Kimia Farmasi. Contohnya, etanol atau alkohol digunakandalam proses pelarutan obat dan sebagai pensteril alat-alat kedoteran.2. Bidang PertanianIlmu Kimia berperan penting dalam bidang pertanian. Petani menggunakanpupuk untuk meningkatkan kesuburan tanah dan memberi nutrisi yangdiperlukan tanaman. Adapun untuk menanggulangi hama dan penyakittanaman, digunakan pestisida. Penggunaan pupuk dan pestisida yang benardapat meningkatkan produktivitas pertanian yang menguntungkan produsendan konsumen.3. Bidang IndustriDi bidang industri, ilmu Kimia seringkali sangat dibutuhkan. Mesin-mesinbesar di industri membutuhkan logam yang baik dengan sifat tertentu yangsesuai dengan kondisi dan bahan-bahan yang digunakan. Semen, kayu, cat,pipa PVC, dan beton dihasilkan melalui riset yang berdasarkan ilmu Kimia.Kain sintetis yang Anda gunakan juga merupakan hasil penerapan ilmu Kimia.4. Bidang BiologiProses kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidupmembutuhkan penjelasan Kimia. Proses pencernaan makanan, pernapasan,metabolisme, dan fotosintesis merupakan proses kimia yang dipelajari dalamBiologi. Untuk mempelajari hal tersebut diperlukan pengetahuan tentangstruktur dan sifat senyawa, seperti karbohidrat, protein, lemak, enzim, danvitamin.5. Bidang ArkeologiPenentuan usia fosil yang bisa dilakukan saat ini merupakan salah satuhasil penerapan ilmu Kimia. Fosil yang ditemukan dapat ditentukan usianyadengan radioisotop karbon-14. Tahukah Anda yang dimaksud radioisotop?6. Bidang HukumPemeriksaan alat bukti kriminalitas oleh tim forensik menggunakan ilmuKimia di dalamnya. Bagian tubuh manusia seperti rambut dan darah dapatdiperiksa struktur DNA-nya. Struktur DNA setiap individu akan berbedasehingga dapat digunakan untuk identifikasi seseorang. Hal ini bergunauntuk membuktikan tindak kejahatan seseorang.Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi serta peningkatan kualitashidup memerlukan efektivitas dan efisiensi dalam berbagai bidang. Untukmembantu peningkatan kualitas hidup tersebut, masyarakat memerlukansegala pemenuhan kebutuhan yang semakin praktis. Dalam hal ini, perananilmu Kimia sangat jelas. Ilmu Kimia ikut berperan dalam memproduksikebutuhan pangan. Ilmu Kimia juga berperan dalam industri zat warna, bahanpembersih, sabun, detergen, obat-obatan, dan sektor industri lainnya.Berperannya ilmu Kimia dalam berbagai bidang merupakan perwujudandari hasil penelitian yang terus dilakukan oleh para peneliti untukmenghasilkan bahan atau barang yang lebih baik dan berguna.Radioisotop karbon-14digunakan untuk mengukur usiamumi.Sumber: Chemistry the CentralScience, 2000Ditemukannya pestisida telahmembantu produktivitaspertanian.Sumber: Encarta References LibraryPremium, 2005
Pendahuluan3llmu Kimia dibangun dan dikembangkan melalui kajian teoritis dan kajianempiris yang saling mendukung satu sama lain. Pengkajian teoritismerupakan usaha menerapkan hukum-hukum Fisika dan teori Matematikauntuk mengungkapkan gejala alam. Pengkajian secara empiris merupakanusaha untuk menemukan keteraturan berdasarkan fakta yang ditemukan dialam dengan menggunakan teknik atau metode ilmiah.Pengembangan ilmu Kimia berdasarkan langkah-langkah sistematisdisebut dengan metode ilmiah. Metode ilmiah adalah metode sains yangmenggunakan langkah-langkah ilmiah dan rasional untuk mengungkapkansuatu permasalahan yang muncul dalam pikiran kita. Dalam bentuk yangpaling sederhana, metode ilmiah terdiri atas tahap-tahap operasional berikut.1. Pengamatan atau ObservasiPengamatan dapat dilakukan secara kualitatif (misalnya logam raksaberwujud cair pada suhu kamar) ataupun kuantitatif (misalnya tekanan gaspada keadaan standar yaitu sebesar 1 atm). Pengamatan kuantitatif disebutjuga pengukuran.2. Mencari Pola Hasil PengamatanProses ini sering melahirkan rumusan berupa hukum alam. Hukum alamyang digali oleh manusia merupakan suatu pernyataan yang mengungkapkanperilaku umum suatu objek atau gejala yang diamati.3. Perumusan TeoriSuatu teori (disebut juga model) terdiri atas sejumlah asumsi sebagaipijakan untuk menerangkan perilaku materi yang diamati. Jika hipotesissementara sejalan dengan kajian-kajian sejumlah percobaan maka hipotesistersebut disebut teori atau model.4. Pengujian TeoriSecara ideal, teori dalam ilmu pengetahuan alam harus selalu dikoreksidan dikaji terus-menerus sebab teori merupakan gagasan manusia untukmenerangkan perilaku alam yang diamati berdasarkan pengalamannya.Teori harus terus disempurnakan melalui percobaan dengan caramenyempurnakan baik metode maupun peralatan yang digunakan. Disamping itu, dapat juga dilakukan melalui simulasi komputer, agarpendekatan yang diterapkan lebih mendekati gejala alam yang sebenarnya.Kimia merupakan ilmupengetahuan yang dilandasieksperimen.Sumber: www.uwf.eduBMetode IlmiahCEksperimen dan PengukuranKimia merupakan ilmu pengetahuan yang dilandasi berbagaieksperimen/ percobaan. Salah satu syarat suatu eksperimen dinyatakan validadalah bersifat reproducible (menghasilkan hasil yang sama ketika eksperimendilakukan kembali). Oleh karena itu, sangatlah penting untuk men-deskripsikan objek percobaan secara menyeluruh, seperti jumlah, volume,suhu, tekanan, dan kondisi lainnya. Dengan kata lain, salah satu hal terpentingdalam ilmu Kimia adalah mengetahui cara mengukur sesuatu dengan tepat.Dalam kehidupan ataupun ilmuKimia, kesalahan perhitungandapat menimbulkan akibat yangtidak diharapkan. Misalnya,kesalahan perhitungan padasaat berlayar dapatmenyebabkan kapal karam.Sumber: Chemistry(McMurry), 2001
Praktis Belajar Kimia untuk Kelas X4Tabel B Besaran Turunan, Sistem Internasional (SI), dan LambangBesaran Pokok1. Panjang2. Massa3. Waktu4. Temperatur5. Arus listrik6. Intensitas cahaya7. Jumlah substansiSistem Internasional (SI)NamaLambangBesaranSatuanKonversi SatuanLambangSatuanlmtTIIVnmeterkilogramsekonkelvinamperecandelamolmkgsKAcdmol1 m = 100 cm1 kg = 1.000 g1 menit = 60 st °C + 273 = (t + 273)K–––Tabel A Besaran Pokok, Sistem Internasional (SI), dan LambangBesaran TurunanLuasVolumeKerapatan (densitas)KecepatanPercepatanGayaBeratEnergiTekananKonsentrasiMolaritasSistem Internasional (SI)NamaLambangBesaranSatuan TurunanKonversiLambangSatuanAVpva atau gFWEPCMm × mm × m × mkilogram/volumepanjang/sekonpanjang/sekon2massa × percepatanmassa × gravitasigaya × panjanggaya per satuan luasatmosfermol/volumemol/1 L larutannyam2m3kg/Lm/sm/s2N (Newton)N (Newton)J (Joule)N/m2atmM (Molar)_1 m3 = 1.000 liter = 1.000 mL1 kg/L = 1 gram/mL1 km/jam = 1.000 m/3.600 sekon–1 Newton = 1 kg m/s21 Newton = 1 kg m/s21 Joule = 1 N m–1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg dan1 mmHg = 1 torr––Untuk keperluan tersebut, pada 1960, ilmuwan dari seluruh penjuru duniaberkumpul dan menyepakati penggunaan Sistem Satuan Internasional(dilambangkan SI, dari bahasa Prancis Syteme Internationale d’Unites). Sistemsatuan internasional memiliki tujuh besaran pokok (Tabel A) dan besaran-besaranlainnya yang diturunkan dari ketujuh besaran pokok tersebut (Tabel B). Berikutini tabel besaran pokok dan besaran turunan menurut SI.Dalam penulisan satuan suatu pengukuran, dilakukan penyingkatan (lihatTabel A). Tanda eksponensial dicantumkan untuk menunjukkan pangkatdari satuan tersebut. Sebagai contoh, kecepatan adalah panjang dibagi waktuyang dalam SI dinyatakan dalam meter per detik, atau m/s.Beberapa satuan turunan yang sering digunakan memiliki nama khusus.Misalnya, energi adalah hasil perkalian antara massa dan kuadrat kecepatan.Untuk itu, energi diukur dalam satuan kilogram meter kuadrat per detikkuadrat (kg m2/s2), dan 1 kg m2/s2 disebut satujoule. Contoh lainnya,konsentrasi larutan (molaritas) adalah hasil perbandingan jumlah molekuldengan volume larutan. Untuk itu, konsentrasi diukur dalam satuan molper liter (mol/L), dan 1 mol/L disebut satumolar. Meskipun terdapat notasi-notasi pendek untuk satuan-satuan tersebut, ada baiknya jika Anda jugadapat mengingat faktor konversinya.