Praktikum Kimia Sederhana Berbasis Lingkungan

PENDAHULUAN

Pendidikan merupakan kebutuhan primer pada saat ini, apalagi sebagian besar masyarakat sudah menyadari pentingnya pendidikan dalam menata masa depan yang lebih baik. Oleh karena itu setiap negara senantiasa berusaha memajukan bidang pendidikan, disamping bidang yang lain dalam rangka mempersiapkan sumber daya manusia yang kompetitif dan berkualitas serta berusaha mengejar kemajuan negara lain.

Satu dari sekian banyak masalah di era global yang dihadapi Indonesia saat ini adalah masalah di bidang pendidikan. Masalah yang belum teratasi pada saat ini terutama masalah yang berhubungan dengan kualitas hasil pendidikan (Suyanto, 2007). Adanya kebijakan sertifikasi guru adalah salah satu upaya nyata Pemerintah untuk meningkatkan profesionalisme guru agar guru sebagai aktor utama dalam pendidikan umumnya dan pembelajaran khususnya dapat meningkatkan kompetensinya.  

Seorang guru penting untuk menciptakan paradigma baru untuk menghasilkan praktik terbaik dalam proses pembelajaran (Carolin Rekar Munro, 2005). Oleh karena itu, ketika terjadi perubahan kurikulum dan terjadi pergeseran tuntutan hasil pendidikan yang berkaitan dengan tuntutan pasar kerja, maka gurulah yang harus berperan mewujudkan harapan itu. Ronald Brandt (1993) menyatakan bahwa hampir semua usaha reformasi dalam pendidikan, seperti pembaharuan kurikulum dan penerapan metode pembelajaran baru akhirnya tergantung kepada guru. Tanpa guru yang mampu menguasai bahan ajar dan strategi belajar-mengajar, maka segala upaya peningkatan mutu pendidikan tidak akan mencapai hasil yang optimal. Hal ini berarti seorang guru tidak hanya diharapkan mampu menguasai bidang ilmu yang diajarkan, tetapi juga menguasai strategi belajar-mengajar. 

            Ilmu Kimia merupakan salah satu cabang Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) yang mempelajari tentang sifat-sifat zat, struktur zat, susunan / komposisi zat, perubahan zat, dan energi yang menyertai perubahan zat. Dengan demikian objek yang dibahas dalam ilmu kimia adalah zat atau materi.

            Ilmu kimia tidak hanya membahas tentang zat-zat secara teoretis, tetapi juga mencoba membahas secara empiris. Hal ini disebabkan ilmu kimia merupakan ilmu yang diperoleh melalui kerja ilmiah, sehingga dalam mempelajari ilmu kimia ada dua hal yang harus  dipelajari, yaitu aspek produk (fakta, konsep, prinsip, teori, hukum) dan aspek empiris.

     

*⁾  Makalah disampaikan pada Kegiatan Pengabdian kepada Masyarakat Kerjasama yang berjudul ”Pelatihan Pengelolaan Laboratorium Kimia untuk Guru-guru Kimia Kabupaten Sleman” di SMA 1 Kalasan, tanggal 15 – 22 Juni 2010.

**⁾  Dosen Jurusan Pendidikan Kimia FMIPA UNY Yogyakarta

Oleh karena itu selain kita mempelajari produk-produk ilmu kimia, juga sangat perlu untuk mempelajari bagaimana proses penemuan produk ilmu kimia tersebut (proses penemuan konsep, prinsip, teori, atau hukum).

Dalam pembelajaran kimia sangat memerlukan kegiatan penunjang berupa praktikum maupun eksperimen di laboratorium. Hal ini dikarenakan metode praktikum adalah salah satu bentuk pendekatan keterampilan proses. Bagi peserta didik diadakannya praktikum selain dapat melatih bagaimana penggunaan alat dan bahan yang tepat, juga membantu pemahaman mereka terhadap materi kimia yang diajarkan di kelas. Selain itu, bagi peserta didik yang memiliki rasa ingin tahu tinggi, maka melalui praktikum mereka dapat memperoleh jawaban dari rasa ingin tahunya secara nyata.

Namun demikian tidak semua SMA memiliki laboratorium yang memadai, sehingga tidak semua konsep kimia yang diajarkan diikuti praktikum di laboratorium. Untuk melaksa-nakan praktikum yang berkaitan dengan materi pokok yang diajarkan di kelas diperlukan seperangkat alat dan bahan yang kadang-kadang sulit dipenuhi oleh sekolah. 

Ketiadaan alat dan bahan kimia sering menjadi kendala tidak dilakukannya praktikum, meskipun guru pengampu memiliki petunjuk praktikumnya. Oleh karena itu sangat diperlukan kreativitas guru kimia dalam mencari alternatif bahan dan alat lain yang dapat digunakan agar praktkum tetap dapat dilaksanakan. Dengan demikian pelaksanaan praktikum tidak bergantung pada fasilitas laboratorium yang ada di sekolah, tetapi cukup menggunakan bahan dan alat yang dengan mudah dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. 

Berdasarkan kenyataan di lapangan, sebagian besar guru kimia relatif hanya sedikit melakukan kegiatan praktikum, yaitu hanya bergantung pada alat dan bahan yang tersedia. Padahal praktikum merupakan kegiatan wajib yang harusnya menyertai setiap pembelajaran materi di kelas. Berkaitan dengan hal itu, maka penting bagi guru kimia untuk dibekali pengetahuan mengenai bagaimana cara mengembangkan praktikum yang berbasis lingkungan, sehingga kendala fasilitas laboratorium yang tidak memadai dapat diatasi dengan baik. Pada kesempatan ini akan disajikan beberapa contoh praktikum kimia sederhana dengan menggunakan alat dan bahan yang ada di lingkungan sekitar.   

KOMPETENSI KERJA ILMIAH

Seperti diketahui ilmu kimia menyangkut aspek empiris, sehingga seorang guru kimia juga dituntut untuk memiliki kompetensi kerja ilmiah. Adapun kerja imiah yang dimaksud meliputi aspek penyelidikan/penelitian, komunikasi ilmiah, pengembangan kreativitas & pemecahan masalah, sikap dan nilai ilmiah (Depdiknas, 2003 : 2).  

            Dengan berlakunya KTSP saat ini, seorang guru dituntut untuk dapat menyajikan materi ajar dengan berbagai pendekatan dan strategi yang kesemuanya diharapkan mampu mengaktifkan peserta didik. Oleh karena itu, guru harus kreatif dan inovatif menciptakan berbagai kegiatan yang tidak hanya dilakukan di dalam kelas, tetapi di luar kelas dan laboratorium. Menurut John W. Hansen & Gerald G. Lovedahl (2004) ”belajar dengan melakukan” merupakan sarana belajar yang efektif, artinya seseorang akan belajar efektif bila ia melakukan. Hal ini sesuai dengan yang diharapkan KTSP, dimana guru harus lebih banyak memberikan kegiatan aktif kepada peserta didik, sehingga pemahaman peserta didik terhadap materi ajar akan lebih efektif. Confucius menyatakan bahwa “what I do, I understand” (apa yang saya lakukan, saya paham (Mel Silberman, 2002 : 1), artinya ketika seorang guru banyak memberikan aktivitas yang bersifat keterampilan, maka peserta didik akan memahaminya secara lebih baik.

Penelitian yang dilakukan Amy J. Phelps & Cherin Lee (2003) yang dilakukan dari tahun 1990 – 2000 terhadap guru-guru baru yang mengajar kimia menunjukkan bahwa semua guru tersebut setuju bahwa mengajar kimia tidak dapat dilakukan tanpa laboratorium. Lebih lanjut dikatakan bahwa laboratorium adalah esensial untuk mengajar sains, termasuk kimia. Namun demikian, kompetensi kerja ilmiah seorang guru tidak hanya dapat diamati melalui cara mengajar atau cara guru mendemonstrasikan suatu percobaan di laboratorium, tetapi juga dapat ditinjau dari bagaimana seorang guru dapat berkomunikasi ilmiah, mencip-takan percobaan sederhana yang dapat dilakukan peserta didik di rumah sebagai bentuk kreativitasnya, dan juga sikap dan nilai ilmiah yang ditunjukkan dalam kesehariannya. Di Amerika Serikat sebuah institusi penghasil guru (semacam LPTK) menetapkan standar persyaratan bagi mahasiswanya untuk lulus dalam pelatihan laboratorium sebagai bekal ketika mereka nanti mengajar (Aldrin E. Sweeney & Jeffrey A. Paradis, 2003).

Menurut Sylvia Kerr & Olaf Runquist (2005) seorang guru sebaiknya selalu berusaha meningkatkan kualitas profesionalismenya. Selain memiliki bekal bagaimana mengajar sains yang baik, guru juga perlu memiliki keterampilan laboratorium sebagai penunjang pelaksa-naan tugas di lapangan serta kemampuan pemecahan masalah, sehingga tidak mudah menyerah ketika menghadapi berbagai masalah yang berkaitan dengan tugas mengajarnya. Dengan keterampilan laboratorium yang baik dan kemampuan memecahkan masalah, seorang guru senantiasa dapat berbuat dan berkreasi merancang kegiatan praktikum bagi peserta didiknya meskipun dalam kondisi sarana dan prasarana laboratorium yang serba kekurangan.

KIAT MEMANFAATKAN LINGKUNGAN SEBAGAI BAHAN PRAKTIKUM

            Selain dituntut memiliki empat kompetensi, yaitu kompetensi profesional, pedagogik, sosial, dan kepribadian, guru diharapkan juga memiliki kepekaan terhadap fenomena yang terjadi di sekitar. Dimanapun ia berada, hendaknya mampu melihat lingkungan sebagai sumber inspirasi yang diamati dan dapat dibawa ke ruang kelas. Nah ... mengenai kepekaan ini, setiap guru akan memiliki tingkat kepekaan yang berbeda, tergantung kesadaran dan keinginannya untuk benar-benar menjadi “guru secara total”. Hal ini bukan berarti ada guru yang ½ guru, ¼ guru, tetapi kesadaran tersebut juga dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti usia, latar belakang pendidikan, sosial budaya, psikologis, lingkungan yang kondusif. Sebagai contoh, sangat jarang dijumpai ada seorang guru yang demikian maju pola pikirnya berada di tengah-tengah teman dan lingkungan sekolah yang tidak kondusif. Namun demikian kita tidak perlu berkecil hati, karena kepekaan dapat dilatih dan diasah melalui berbagai aktivitas yang mengarah ke sana, seperti sering diskusi dengan sesama teman dari sekolah lain, mengikuti seminar, menjalin hubungan dengan pakar di PT, membuka internet, membaca buku, dan sebagainya.

MEMANFAATKAN LINGKUNGAN SEBAGAI SARANA PRAKTIKUM / EKSPERIMEN

            Sesuai dengan anjuran Kurikulum yang sekarang dianut oleh dunia pendidikan di negara kita, bahwasanya diharapkan peserta didik bukan lagi sebagai objek pembelajaran tetapi juga sebagai subjek pembelajaran, maka keberadaan praktikum sebagai metode pembelajaran bidang studi sains / IPA merupakan suatu keharusan. Melalui praktikum peserta didik belajar menemukan konsep sendiri bersama-sama dengan teman sekerjanya dalam kelompok, sekaligus membantu pemahaman konsep yang diajarkan di kelas.

            Kekurangan atau tidak tersedianya berbagai bahan dan alat kimia seringkali menjadi kendala tidak berlangsungnya suatu topik praktikum. Menghadapi kendala seperti ini, sudah saatnya bagi kita yang berkecimpung di dunia pendidikan terutama mereka yang terkait dalam proses pembelajaran, yaitu guru dan peserta didik memikirkan jalan keluarnya. Seperti diketahui, bahwa “dunia kita adalah dunia kimia”, artinya segala yang ada di dunia ini tidak terlepas dari aspek kimiawi. Hal ini memberikan inspirasi bagi kita bahwa lingkungan sekitar sebenarnya merupakan sarana untuk belajar kimia dan untuk menunjukkan fenomena-fenomena kimiawi seperti yang tertulis dalam materi pelajaran kimia yang diajarkan di kelas.

            Berikut ini akan diberikan contoh berbagai bahan kimia yang dengan mudah dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, tetapi kita tidak tahu atau tidak menyadari bahwa bahan tersebut dapat digunakan sebagai bahan praktikum sederhana.

1.   Struktur Atom dan Ikatan Kimia

Untuk membuktikan bahwa dalam atom terdapat partikel penyusun atom yang dapat bergerak, yaitu elektron dapat dilakukan percobaan sederhana sbb : 

 

Kertas adalah contoh sebuah materi yang terdiri dari atom-atom. Tiap atom memiliki inti atom yang bermuatan positif dan elektron yang mengelilinginya yang bermuatan negatif. Dengan menggosokkan balon ke rambut, maka elektron pada rambut akan terlepas, sehingga menyebabkan balon terkena pengaruh muatan negatif elektron. Ketika balon yang “bermuatan” negatif didekatkan pada potongan kertas, maka muatan positif kertas akan tertarik balon. Gaya tarik antara muatan negatif dan positif ini mampu mengatasi gravitasi bumi sehingga potongan kertas melompat ke atas dan menempel pada balon.

Percobaan ini sekaligus dapat menunjukkan pada kita bahwa yang dapat bergerak dan berikatan dengan atom lain adalah elektron, bukan proton maupun neutron.

2.   Keberadaan Molekul

Untuk mengetahui bahwa air terdiri dari molekul-molekul air, maka dapat dilakukan percobaan sederhana sbb :

Letakkan 2 tusuk gigi secara berhadapan di atas permukaan air dalam sebuah mangkuk. Celupkan tusuk gigi yang lain dalam larutan sabun, lalu celupkan diantara dua tusuk gigi yang berhadapan tadi. Tusuk gigi yang ujungnya dicelupkan ke dalam cairan sabun mampu mematahkan gaya tarik-menarik antar molekul air, sehingga molekul-molekul air satu sama lain saling menjauh. Gerakan saling menjauh ini akibat tali ikatan antar molekul air putus. Percobaan ini membuktikan bahwa meskipun molekul tidak dapat dilihat tetapi keberadaannya dapat diamati dari gejala yang ditimbulkan.

       

3.   Laju Reaksi

Untuk menunjukkan factor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi, yang meliputi konsentrasi, suhu, luas permukaan, dan katalisator, maka dapat dilakukan percobaan-percobaan sbb :

a.    Konsentrasi : mereaksikan asam cuka dengan soda kue, cangkang telur dengan asam cuka, dimana konsentrasi asam cuka divariasi.

b.    Suhu : mereaksikan garam inggris dengan ammonia, dimana garam inggris dipanas-kan pada berbagai suhu.

c.    Luas permukaan : mereaksikan cangkang telur yang dihancurkan dan utuh dengan asam cuka.

d.    Katalisator : menyalakan gula batu dengan bantuan  abu gosok/abu rokok sebagai katalisator.

4.   Titrasi Asam-Basa (Asidi – Alkalimetri)

Untuk melakukan titrasi asam-basa, terkadang kita tidak memilii indikator pp, maka dapat dilakukan dengan mengunakan indikator alami, seperti daun kubis ungu, rhoeo discolor, kunyit, secang, dsbnya. Indikator ini (terutama daun kubis ungu) memberikan perubahan warna yang tegas ketika titik akhir titrasi tercapai, sehingga akan memberikan akurasi data yang sama ketika menggunakan indikator pp. Peserta didik dapat melakukan titrasi alkali-metri, yaitu menentukan kadar asam cuka di pasaran dengan pentiter NaOH.

        

5.   Tekanan Osmosis

Untuk mengetahui terjadinya tekanan osmosis pada materi sifat koligatif larutan, maka dapat dilakukan percobaan sbb :

Sediakan dua gelas, gelas yang satu diisi air sedangkan yang satunya diisi air garam. Masukkan ke dalam kedua gelas wortel yang masih segar dengan ukuran sama. Amati yang terjadi setelah 24 jam. 

6.   Penurunan Titik Beku

Adanya zat terlarut yang non volatil menyebabkan larutan mengalami penurunan titik beku, hal ini dapat ditunjukkan dengan cara meletakkan es batu dalam kaleng lalu menambahkan sedikit air dan garam. Dengan menggunakan termometer akan nampak bahwa suhu sebelum dan sesudah ditambah garam akan mengalami penurunan.

7.   Udara Mengandung Uap Air

Ketika membahas tentang korosi, kita mengatakan bahwa terjadinya korosi pada besi diakibatkan teroksidasi oksigen di udara. Namun sebenarnya tanpa adanya uap air di udara yang menyebabkan udara menjadi lembab, proses korosi tidak akan terjadi. Untuk membuktikan bahwa udara mengandung uap air adalah :

Isi kaleng dengan es batu, tambahkan secangkir air. Setelah permukaan luar kaleng mengembun, tambahkan 3 sendok garam ke dalam air es tersebut. Diamkan selama 5 – 10 menit. Nampak bahwa embun di luar kaleng itu membeku. Udara mengandung molekul air dalam bentuk gas, dan akan mendingin ketika bersentuhan dengan kaleng, sehingga berubah menjadi air (embun). Garam menurunkan suhu air es yang berakibat suhu kaleng turun dan membekukan embun yang ada di sekeliling kaleng. 

8.   Keberadaan Zat Besi pada Buah-buahan

Untuk mengetahui adanya zat besi pada beberapa buah-buahan, seperti anggur, nanas, apel, arbei, dapat dilakukan percobaan sbb :

Siapkan jus buah-buahan yang akan diteliti, lalu tuangkan sedikit pada gelas bening. Tambahkan sejumlah yang sama teh kental yang telah didiamkan kira-kira 1 jam. Aduk dan biarkan sekitar 20 menit. Angkat dan lihat di dasar gelas, apakah ada endapan. Bila belum ada, biarkan lagi beberapa saat, dan lihat kembali dasar gelas. Endapan yang terbentuk merupakan zat besi yang terkandung dalam buah yang bereaksi dengan zat kimia dalam teh. Jumlah dan kecepatan terbentuknya endapan menandakan banyaknya zat besi di dalam buah tersebut.

9.   Koloid

Koloid merupakan campuran antara zat terdispersi dan zat pendispersi, dimana ukuran partikel terdispersinya lebih kecil dari suspensi tetapi lebih besar dari larutan. Percobaan tentang koloud dapat dilakukan sbb :

Isi gelas dengan susu segar, tambahkan 2 sendok makan cuka dan aduk. Biarkan 2 – 3 menit. Susu merupakan contoh koloid, adanya cuka yang ditambahkan ke dalamnya menyebabkan partikel terdispersi melekat satu sama lain membentuk benda padat yang disebut dadih yang berwarna putih, sehingga cairannya menjadi bening.

10.    Pelarut Organik Melarutkan Senyawa Organik

Alkohol adalah salah satu contoh pelarut organik (non polar) yang banyak digunakan untuk mengekstraksi senyawa organik (non polar) di laboratorium. Untuk membuktikan bahwa sifat pelarut non polar melarutkan senyawa non polar juga, dapat dilakukan sbb :

Letakkan sekitar 15 buah cengkeh ke dalam gelas, lalu tuangi dengan alkohol sampai merendam seluruh cengkeh. Tutup rapat, diamkan selama 7 hari. Setelah itu cobalah mengoleskan campuran tersebut di atas punggung tangan, biarkan sebentar, maka akan tercium bau wangi. Bau tersebut merupakan hasil pelarutan minyak berbau harum yang terkandung dalam cengkeh.

11. pH Buffer

      Untuk membuktikan fungsi ion fosfat dalam berbagai minuman bersoda sebagai buffer, maka dapat  dilakukan dengan cara percobaan sederhana, yaitu mengukur pH minuman bersoda tersebut sebelum dan sesudah ditambah sedikit asam, basa, maupun pengen-ceran. Jika benar bahwa minuman bersoda mengandung buffer fosfat, maka ketika ditambah sedikit asam, basa (hanya 1 mL), atau diencerkan (hanya 10 kali), maka harusnya tidak mengalami perubahan pH. Pengukuran pH awal / mula-mula dari buffer fosfat dilakukan setelah busa minuman tersebut hilang, sebab adanya busa menunjuk-kan bahwa asam karbonat (H₂CO₃) yang ada dalam minuman berubah menjadi H₂O dan CO₂.  Hal ini karena asam karbonat merupakan jenis asam tak stabil (mudah terurai), sehingga gas CO₂ terlepas ke udara dan H₂O tetap tinggal di minuman. Jadi, habisnya busa menunjukkan bahwa dalam minuman bersoda tersebut tinggal ada buffer fosfat. 

 

12. Uji Amilum

Untuk mengetahui ada tidaknya amilum dalam berbagai jenis makanan, dapat dilakukan dengan menggunakan larutan iodin atau lugol. Jika dihasilkan warna biru / ungu berarti sampel mengandung amilum.

13. Penurunan Tekanan Uap

      Untuk membandingkan penguapan larutan garam dengan air dapat dilakukan percobaan sederhana, yaitu memasukkan garam ke salah satu gelas yang berisi air dan dibanding-kan terhadap yang hanya berisi air. Masukkan ke dalam wadah tertutup dan simpan selama 1 hari lalu ukur volum yang ada. Ternyata setelah didiamkan 1 hari ternyata volum larutan pada gelas 1 yang berisi larutan garam tinggal  99 ml, sedangkan volum air pada gelas 2 tinggal 98 ml.

 

           

Demikianlah beberapa contoh praktikum yang berbasis penggunaan berbagai bahan dan alat yang ada di lingkungan, sehingga memungkinkan untuk dilakukan di sekolah dengan kondisi yang minim sekalipun. Harapannya, Bapak / Ibu Guru dapat mengembangkan lebih jauh berdasarkan contoh di atas.  

PENUTUP

            Dengan jumlah SMA/MA yang demikian besar, tugas Pemerintah untuk memberikan pendidikan dan menyediakan sarana prasarana sekolah yang lengkap menjadi sangat berat. Dalam kondisi yang demikian, maka sudah sewajarnya kita tidak berpikir untuk selalu mengharap uluran tangan dari Pemerintah bila ingin memajukan anak didik kita, tetapi lebih berpikir bagaimana dengan kondisi yang serba sederhana dan cenderung terbatas sarana prasarana ini kita dapat menyikapi dengan bijak. Peran aktif guru memang sangat diharapkan dalam meningkatkan kualitas pendidikan di Indonesia. Oleh karena kita sudah memilih pekerjaan mulia sebagai guru, maka mau tidak mau kita harus mengemban tugas tersebut dengan baik. Hidup ini banyak pilihan, salah satu pilihan adalah menjadi makhluk Tuhan yang berguna bagi orang banyak. Semoga profesi guru merupakan profesi pilihan yang dapat digunakan sebagai sarana berbuat kebajikan kepada sesama (Amiiin).

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (1995). Spiel das wisen schafft. Bergembira dengan sains. Terjemahan : Hardjapamekas, Djajang, M. P. Bandung : Titian Ilmu.

Amy J. Phelps & Cherin Lee. (2003). The power of practice : what students learn from how we teach. Journal of Chemical Education, 80 (7), 829 – 832.

Aldrin E. Sweeney & Jeffrey A. Paradis. (2003). Addressing the professional preparation of future science teachers to teach hands – on science : a pilot study of a laboratory model. 80 (2), 171 – 173.

Brandt, Ronald. (1993). What do you mean professional. Educational Leadership. Nomor 6 50, March.

Carolin Rekar Munro. (2005). “Best Practices” in teaching and learning : Challenging current paradigms and redefining their role in education. The College Quarterly. 8 (3), 1 – 7.

Depdiknas. (2003). Standar kompetensi mata pelajaran sains. Jakarta : Depdiknas.

Janice Pratt VanCleave. (1991). Gembira bermain dengan ilmu kmia : 101 Percobaan yang Pasti Berhasil. Jakarta : Temprint.

Janice Pratt VanCleave. (2003). Percobaan-percobaan yang menakjubkan. Bandung : Pakar Raya.

John W. Hansen & Gerald G. Lovedahl. (2004). Developing technology teachers : questioning the industrial tool use model. Journal of Technology Education. 15 (2), 20 – 32.

Mel Silberman. (2002). Active learning : 101 Strategi pembelajaran aktif. Yogyakarta : Yappendis.

Sylvia Kerr & Olaf Runquist. (2005). Are we serious about preparing chemists for the 21st century workplace or are we just teaching chemistry ?. Journal of Chemical Education. 82 (2), 231 – 239.

Suyanto. (2007). Tantangan profesional guru di era global. Pidato Dies UNY 27 Mei 2007. Yogyakarta : UNY.