PRESENTASI IPA BAHAN KIMIA

PENDAHULUAN Pembelajaran kimia khususnya dan IPA pada umumnya merupakan pembelajaran yang mengembangkan ranah kognitif, afektif, sekaligus psikomotor secara simultan. Oleh karena itu rancangan pembelajaran kimia / IPA harus dapat memuat pengembangan ketiga ranah tersebut. Untuk mengembangkan ranah afektif dan psikomotor tidak cukup hanya mengandalkan pembelajaran di kelas, tetapi perlu ditunjang dengan pembelajaran di luar kelas, baik dalam bentuk aktivitas proyek maupun aktivitas terarah berupa praktikum maupun eksperimen. Beberapa materi pelajaran kimia / IPA berupa prinsip-prinsip dasar yang memerlukan pemahaman melalui pengalaman dan pengamatan langsung dalam laboratorium. Oleh karena itu keberadaan laboratorium di sekolah sangat penting dalam mendukung keberhasil-an pembelajaran kimia / IPA agar pemahaman anak didik terhadap materi menjadi utuh dan komprehensif. Seperti diketahui, jam pelajaran / tatap muka untuk mata pelajaran kimia / IPA di sekolah sangat terbatas. Hal ini menyebabkan seorang guru kesulitan menempatkan pembelajaran kimia di laboratorium dalam jam efektif sesuai struktur program. Penempatan di luar jam efektifpun tidak mudah dilakukan, mengingat banyaknya kegiatan ekstrakurikuler dan penambahan jam pelajaran (les) untuk beberapa mata pelajaran tertentu yang diberlakukan di sekolah. Akibat dari semua ini, praktikum menjadi jarang dilakukan. Menurut John W. Hansen & Gerald G. Lovedahl (2004) " belajar dengan melakukan " merupakan sarana belajar yang efektif, artinya seseorang akan belajar efektif bila ia melakukan. Pemahaman peserta didik terhadap materi ajar akan lebih efektif jika ia tidak hanya memperoleh konsepnya, tetapi ia juga mampu menemukan konsep itu sendiri. 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 anak didik akan memahaminya secara lebih baik, dan itu hanya dapat diperoleh melalui praktikum / eksperimen. 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

Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) berkaitan dengan cara mencari tahu tentang alam secara sistematis, sehingga IPA bukan hanya penguasaan kumpulan pengetahuan yang berupa fakta-fakta, konsep-konsep, atau prinsip-prinsip saja tetapi juga merupakan suatu proses penemuan. Pembelajaran IPA diharapkan dapat menjadi wahana bagi peserta didik untuk mempelajari diri sendiri dan alam sekitar, serta prospek pengembangan lebih lanjut dalam menerapkannya di dalam kehidupan sehari-hari. Proses pembelajarannya menekankan pada pemberian pengalaman langsung untuk mengembangkan kompetensi agar menjelajahi dan memahami alam sekitar secara ilmiah. Di tingkat SMP/MTs diharapkan ada penekanan pembelajaran Salingtemas (Sains, lingkungan, teknologi, dan masyarakat) secara terpadu yang diarahkan pada pengalaman belajar untuk merancang dan membuat suatu karya melalui penerapan konsep IPA dan kompetensi bekerja ilmiah misalnya dengan menggunakan metode eksperimen dan demonstrasi, sehingga pelaksanaan pembelajaran IPA sangat memerlukan laboratorium. Belajar IPA akan menghasilkan produk IPA itu sendiri, cara berpikir ilmiah, dan sikap ilmiah. Ketiga hal tersebut dipelajari melalui kerja ilmiah yang dilakukan melalui kegiatan eksperimen di laboratorium. Untuk keperluan ini harus tersedia sarana dan prasarana laboratorium serta sistem pengelolaannya. Selama kurun waktu 10 tahun, dari 1975 s.d. 1984 semua SMP Negeri mendapat pembagian laboratorium beserta alat dan bahan praktik untuk keperluan eksperimen dan demonstrasi. Untuk menjalankan kegiatan laboratorium diperlukan sistem pengelolaan dan tenaga pengelola yang professional. Masalahnya adalah saat ini banyak sekolah/madrasah belum memiliki laboratorium, selain juga keterbatasan pengelola laboratorium pada masing-masing sekolah, karena biasanya pengelola Laboratorium adalah guru IPA yang bersangkutan, sehingga guru IPA harus mengetahui seluk beluk tentang laboratorium IPA. Selain itu guru IPA dan pengelola laboratorium juga harus mengetahui tentang alat dan bahan yang akan digunakan dalam laboratorium IPA baik yang berkaitan dengan biologi, fisika maupun kimia. Pada kenyataannya informasi yang masih kurang bagi pengelola laboratorium dan guru IPA SMP/MTs adalah tentang alat dan bahan yang diperlukan dalam eksperimen kimia baik penggunaannya

Bahan berbahaya adalah bahan-bahan yang pembuatan, pengolahan, pengangkutan, penyimpanan dan penggunaanya menimbulkan atau membebaskan debu, kabut, uap, gas, serat, atau radiasi sehingga dapat menyebabkan iritasi, kebakaran, ledakan, korosi, keracunan dan bahaya lain dalam jumlah yang memungkinkan gangguan kesehatan bagi orang yang berhubungan langsung dengan bahan tersebut atau meyebabkan kerusakan pada barangbarang[1].

Biphenyl/diphenyl

Pabrik Biphenyl dirancang dengan kapasitas produksi 100.000 ton/tahun. Bahan baku untuk pembuatan biphenyl adalah benzene yang diperoleh dari Shell Chemicals Pte Ltd, Singapore. Pabrik ini direncanakan didirikan di kawasan industri Cilacap, dengan badan hukum berbentuk Perseroan Terbatas (PT). Luas tanah yang diperlukan adalah 71.274 m2 dengan total tenaga kerja sebanyak 187 orang. Pabrik beroperasi kontinyu selama 24 jam/hari dan 330 hari efektif dalam setahun. Pembuatan biphenyl menggunakan proses dehidrogenasi. Reaksi dijalankan di dalam reaktor fixed bed multi tube yang beroperasi pada suhu 645,20C – 649,30C dimana suhu dipertahankan tidak melebihi suhu 6500C pada tekanan 5,5 atm. Produk keluar dari reaktor masih berupa fase gas, sehingga untuk mengembunkan hasil keluaran reaktor maka harus dilakukan berbagai proses yaitu penurunan tekanan menggunakan expansion valve (EV-1) dan pendinginan menggunakan waste heat boiler(WHB), kemudian dilanjutkan dengan alat kondensor parsial (CDP), disini hasil keluaran reaktor berubah menjadi fase cair dan sedikit fase gasnya, sehingga untuk memisahkan kedua fase tersebut, dipilih separator (SP-2). Adapun hasil keluaran separator tersebut terbagi menjadi dua bagian, dimana bagian gas yang tidak terembunkan dialirkan ke unit pengolahan limbah (UPL), sedangkan gas yang terembunkan dialirkan ke heater (H) sebelum diumpankan ke menara distilasi (MD-1). Hal ini bertujuan agar umpan masuk menara distilasi (MD-1) pada kondisi cair jenuh. Pada alat menara distilasi (MD-1), umpan akan dimurnikan berdasarkan perbedaan titik didihnya, dan didapatkan produk biphenyl dengan kemurnian 76,4% pada bagian bawah menara distilasi (MD-1). Sedangkan hasil atas menara distilasi (MD-1) diembunkan dengan alat kondensor (CD-1) dan dialirkan kembali ke vaporizer (V) sebagai recycle dan sebagian dikembalikan ke menara distilasi (MD-1) sebagai refluks. Karena diinginkan produk dengan kemurnian tinggi maka perancang mengumpankan hasil bawah menara distilasi pertama (MD-1) menuju ke menara distilasi ke dua (MD-2) pada kondisi cair jenuh. Sehingga pada proses distilasi kedua ini diperoleh hasil keluaran menara distilasi (MD-2) bagian bawah yaitu produk biphenyl dengan kemurnian 99,9%. Produk biphenyl tersebut memiliki kekentalan relatif besar yaitu 4,4 cP pada kondisi lingkungan, sehingga hasil bawah menara distilasi kedua (MD-2) pada kondisi cair jenuh (viskositas larutan sebesar 0,25 Cp) dialirkan ke prilling tower (PT) untuk membentuk produk biphenyl menjadi prill dengan ukuran diameter rata-rata 2 mm. Kemudian prill biphenyl diangkut menggunakan srew conveyor (SC) dan dimasukkan ke silo menggunkan bucket elevator (BE). Untuk mendukung jalannya proses diperlukan layanan utilitas meliputi air, listrik, bahan bakar, steam dan udara tekan. Kebutuhan air total yang diperlukan pada pabrik ini sebesar 49.870,50 kg/jam yang diambil dari sungai Donan, Cilacap, Jawa Tengah, yang mana digunakan untuk mencukupi kebutuhan air servis, air kebutuhan rumah tangga dan perkantoran, air pendingin dan air umpan boiler. Kebutuhan listrik berdasarkan perhitungan 1.154,34 kW, yang dipenuhi PLN sebesar 1.442,93 kW, digunakan generator ketika terjadi pemadaman listrik. Sedangkan untuk bahan bakar fuel gas digunakan sebesar 79.930.319 m3 /tahun dan bahan bakar solar sebesar 39.092,4 liter/tahun. Kebutuhan udara tekan setiap alat sebagai pengoperasi alat kontrol sebesar 2 m3 /jam, sehingga kebutuhan total udara tekan adalah 64,80 m3 /jam. Berdasarkan perhitungan evaluasi ekonomi diperoleh modal tetap yang diperlukan sebesar $47.621.052 dan Rp14.013.094.136.906,00, serta modal kerja sebesar Rp18.273.821.349.297. Return on Invesment (ROI) sebelum pajak 38,7% dan setelah pajak 27,1%. Pay Out Time (POT) sebelum pajak 2,1 tahun dan setelah pajak 2,7 tahun. Break Even Point (BEP) 46,94 % , Shut Down Point (SDP) 14,05 %, dan Discounted Cash Flow Rate (DCFR) 20,55 %. Berdasarkan hasil evaluasi ekonomi, pabrik biphenyl kapasitas 100.000 ton/tahun ini menarik untuk dikaji lebih lanjut.

Dikenal sebagai tokoh yang memiliki pengaruh terhadap perkembangan ilmu kimia. John Dalton (1766-1844) ilmuwan Inggris yang di awal abad ke-19 mengedepankan hipotesa atom ke dalam kancah ilmu pengetahuan. Dengan perbuatan ini, dia menyuguhkan ide kunci yang memungkinkan kemajuan besar di bidang kimia sejak saat itu. Supaya jelas, dia bukanlah orang pertama yang beranggapan bahwa semua obyek material terdiri dari sejumlah besar partikel yang teramat kecil dan tak terusakkan yang disebut atom. Pendapat ini sudah pernah diajukan oleh filosof Yunani kuno, Democritus (360-370 SM?), bahkan mungkin lebih dini lagi. Hipotesa itu diterima oleh Epicurus (filosof Yunani lainnya), dan dikedepankan secara brilian oleh penulis Romawi, Lucretius (meninggal tahun 55 SM), dalam dia punya syair yang masyhur "De rerum natura" (Tentang hakikat benda). Profil dan Biografi John Dalton Teori Democritus (yang tidak diterima oleh Aristoteles) tidak diacuhkan orang selama Abad Pertengahan, dan punya sedikit pengaruh terhadap ilmu pengetahuan. Meski begitu, beberapa ilmuwan terkemuka dari abad ke-17 (termasuk Isaac Newton) mendukung pendapat serupa. Tetapi, tak ada teori atom dikemukakan ataupun digunakan dalam penyelidikan ilmiah. Dan lebih penting lagi, tak ada seorang pun yang melihat adanya hubungan antara spekulasi filosofis tentang atom dengan hal-hal nyata di bidang kimia Itulah keadaannya tatkala Dalton muncul. Dia menyuguhkan "teori kuantitatif" yang jelas dan jemih yang dapat digunakan dalam penafsiran percobaan kimia, dan dapat dicoba secara tepat di laboratorim Konsep Atom Dalton Meskipun terminologinya agak sedikit berbeda dengan yang kita gunakan sekarang, Dalton dengan jelas mengemukakan konsep tentang atom, molekul, elemen dan campuran kimia. Dia perjelas itu bahwa meski jumlah total atom di dunia sangat banyak, tetapi jumlah dari pelbagai jenis yang berbeda agak kecil. (Buku aslinya mencatat 20 elemen atau kelompok atom; kini sedikit di atas 100 elemen sudah diketahui.Meskipun perbedaan tipe atom berlainan beratnya, Dalton tetap berpendapat bahwa tiap dua atom dari kelompok serupa adalah sama dalam semua kualitasnya, termasuk "mass" (kuantitas material dalam suatu benda diukur dari daya tahan terhadap perubahan gerak). Dalton memasukkan di dalam bukunya satu daftar yang mencatat berat relatif dari pelbagai jenis atom yang berbeda-beda, daftar pertama yang pernah disiapkan orang dan merupakan kunci tiap teori kuantitatif atom.

Bahan yang berasal dari makhluk hidup umumnya merupakan senyawa karbon. Hal ini dapat dibuktikan dalam keadian sehari – hari. Ketika bahan organik seperti kertas, kayu, telur, daging, atau beras dibakar dalam suhu yang cukup tinggi bahan tersebut akan gosong. Hal ini terjadi karena pemanasan menyebabkan senyawa karbon yang terkandung dalam bahan tersebut terurai menjadi karbon berwarna hitam. Keberadaan unsur C, H, dan O dalam senyawa karbon dapat didefinisikan melalui reaksi pembakaran yang menghasilkan unsur karbon dan hidrogen. Pembakaran senyawa organik secara sempurna menghasilkan gas CO 2 , sedangkan pembakaran senyawa karbon secara tidak sempurna akan menghasilkan karbon atau zat arang.

Makalah disampaikan dalam "Kegiatan Manajemen dan Pengelolaan Lab Sains" Tanggal 7 Januari 2015 PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2015 PERSIAPAN ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM IPA