Materi ini merupakan Pelajaran Kimia Kelas 10 SMA. Setelah mempelajari ini diharapkan pembelajar mampu menjelaskan metode Ilmiah beserta dengan langkah–langkahnya dan juga keselamatan kerja di laboratorium.
Salah satu cara mempelajari suatu fenomena, kejadian, sifat, maupun perumusan suatu kesimpulan, perlu kiranya dilakukan suatu kerja ilmiah yang berdasarkan pada fakta-fakta yang sebenarnya.
Kerja ilmiah adalah kegiatan yang memiliki tujuan untuk memecahkan suatu masalah, dan menjawab suatu permasalahan terkait dengan segala sesuatu. Kerja ilmiah dapat dipelajari dan dilakukan dengan menggunakan metode ilmiah dan sikap ilmiah
Metode Ilmiah
Ilmu kimia menjawab banyak persoalan berlandaskan pada eksperimen dan penalaran akal sehat. Eksperimen yang dilakukan harus sistematis dan juga logis. Oleh karenanya, diperlukan suatu metode standar dalam pelaksanaannya, yaitu dengan menggunakan metode ilmiah.
Metode ilmiah merupakan metode sains yang menggunakan langkah-langkah ilmiah dan rasional untuk mengungkapkan suatu persoalan yang muncul dalam pemikiran.
Langkah pertama suatu penelitian adalah melakukan perencanaan. Perencanaan sangat penting untuk keberhasilan suatu eksperimen. Oleh karenanya, rancanglah suatu rencana penelitian secara sistematis dan mendetail.
Lantas, langkah-langkah metode ilmiah apakah yang harus dilakukan dalam merencanakan suatu penelitian ilmiah? Langkah-langkahnya sebagaimana berikut ini:
1. Merumuskan Masalah
Suatu penelitian dimulai dengan merumuskan masalah. Didalam kajian ilmiah, masalah bisa diartikan sebagai sesuatu yang harus diteliti agar memperoleh jawaban atas suatu pertanyaan.
Masalah dirumuskan dalam bentuk pertanyaan ilmiah yang bersifat terbuka, sehingga memungkinkan adanya jawaban yang beragam. Rumusan pertanyaan ini perlu dicari jawabannya melalui serangkaian eksperimen.
2. Menemukan Hipotesis
Setelah berhasil merumuskan, proses selanjutnya bisa mengajukan jawaban sementara atas pertanyaan, inilah yang dinamakan dengan hipotesis. Hipotesis itu harus berlandaskan pada logika dan diajukan berdasarkan fakta.
3. Menetapkan Variabel Penelitian
Variabel penelitian merupakan faktor berpengaruh terhadap hasil penelitian. Ada tiga jenis variabel, yaitu variabel bebas, variabel terikat atau bergantung dan variabel tetap.
Variabel bebas merupakan variabel yang dirancang bisa diubah-ubah untuk dilihat seberapa pengaruhnya terhadap hasil percobaan. Sedangkan variabel terikat merupakan variabel yang diukur atau diamati sebagai hasil percobaan. Lalu, variabel tetap adalah variabel yang tidak dapat diubah.
4. Menetapkan Prosedur Kerja
Prosedur kerja adalah langkah-langkah kerja yang dibuat terperinci dan runtut. Urutan langkah kerja ini dibuat ringkas, namun bisa memberikan gambaran secara tepat mengenai pekerjaan yang harus dilakukan.
Data tersebut akan memudahkan dalam pelaksanaan, dan langkah kerja sebaiknya dibuat dalam bentuk diagram alir (flow chart)
5. Mengumpulkan Data
Setiap gejala apapun yang terjadi dalam percobaan harus dicatat saat itu juga. Dengan begitu, bisa memperoleh data yang lebih akurat. Langkah selanjutnya, mengorganisir untuk memudahkan dalam menganalisis dan mengumpulkan hasil percobaan.
Oleh karena itu, kiranya perlu mempersiapkan tabel data pengamatan sebelum melakukan percobaan.
6. Mengolah dan Menganalisis Data
Tabel dan grafik merupakan alat yang sangat berguna untuk menyusun dan menganalisis data. Didalam tabel dan grafik menampilkan perubahan dari variabel terikat berubah sebagai respon terhadap perubahan variabel bebas.
Analisis data juga bisa dilakukan dengan menggunakan program komputer untuk pengolahan data.
7. Membuat Kesimpulan
Hasil dari analisis data menghasilkan suatu pola atau kecenderungan. Pola ini dapat dijadikan landasan untuk menarik sebuah kesimpulan.
Kesimpulan merupakan suatu bentuk pernyataan yang merangkum dari apa yang sudah dilakukan dalam satu kegiatan penelitian. Didalam menyusun suatu kesimpulan, harus diputuskan apakah data yang sudah dikumpulkan bisa mendukung hipotesis atau tidak.
Selain itu, penelitian juga harus diulang beberapa kali sebelum akhirnya dapat menarik suatu kesimpulan.
8. Mengkomunikasikan Hasil Penelitian
Mengapa hasil penelitian harus dikomunikasikan? Sosialisasi dari hasil penelitian penting dilakukan agar bisa diketahui pihak lain. Suatu hasil penelitian bisa dikomunikasikan melalui dua cara, yaitu tertulis dan lisan.
Agar bisa lebih memahami mengenai metode ilmiah, berikut contoh dan uraian singkat metode ilmiah.
Pada sekitar tahun 1958 terjadi masalah (kasus) wabah penyakit di Kota Minamata Jepang. Ratusan orang mati akibat penyakit yang aneh dengan gejala kelumpuhan saraf. Mengetahui hal itu maka para pakar kesehatan menemukan masalah yang harus segera diamati dan dicari penyebabnya. Melalui pengamatan yang mendalam dari data sosial budaya (kebiasaan pola makan) dan data klinis, bisa ditarik suatu hipotesis bahwa
penyakit minamata diakibatkan oleh logam berat (air raksa). Untuk membuktikan benar atau tidaknya hipotesis tersebut, maka dilakukan eksperimen. Setelah dilakukan eksperimen maka didapatkanlah data yang selanjutnya data tersebut dianalisis dan diolah. Dari hasil analisa data diperoleh kesimpulan bahwa air laut dan ikan‐ikan diteluk Minamata banyak mengandung logam berat. Begitupun juga orang‐orang yang terkena penyakit aneh tersebut semuanya memiliki kadar air raksa yang tinggi di dalam tubuhnya. Pada akhirnya disusun suatu teori bahwa penyakit tersebut diakibatkan oleh keracunan logam merkuri akibat adanya ikan yang mengandung logam berat (air raksa).
Sikap Ilmiah
Sikap ilmiah adalah sikap yang harus ada pada seorang ilmuwan ataupun akademisi. Sikap itu harus ada ketika menghadapi persoalan-persoalan ilmiah untuk dapat melalui proses penelitian yang baik dan dengan hasil yang baik pula.
Rumusan di atas dapat diartikan bahwa sikap ilmiah mengandung tiga komponen yaitu komponen kognitif, komponen afektif, dan komponen tingkah laku. Berikut penjabaran dari sikap ilmiah:
- Sikap ingin tahu dapat diwujudkan dengan selalu bertanya-tanya tentang bermacam hal. Contohnya, mengapa begitu? Apa saja unsur-unsurnya? Bagaimana bila diganti dengan komponen yang lain? Dan seterusnya.
- Sikap kritis diwujudkan dengan mencari informasi sebanyak-banyaknya, bisa bertanya kepada siapa saja yang diperkirakan mengetahui masalah ataupun dengan membaca sebelum menentukan pendapat untuk ditulis.
- Sikap terbuka yang direalisasikan dengan selalu bersedia mendengarkan keterangan dan argumentasi dari orang lain.
- Sikap objektif diperlihatkan dengan cara menyatakan sesuatu apa adanya, tanpa dibarengi tendensi pribadi.
- Sikap rela menghargai karya orang lain diaplikasikan dengan mengutip dan mengucapkan terima kasih atas karangan orang lain, dan menganggapnya sebagai karya yang orisinal milik pengarangnya.
- Sikap berani mempertahankan kebenaran diperlihatkan dengan membela fakta atas hasil penelitiannya.
- Sikap menjangkau ke depan dibuktikan dengan sikap futuristic, yaitu berpandangan jauh kedepan, mampu membuat hipotesis juga membuktikannya dan bahkan mampu menyusun suatu teori baru.
Laboratorium Kimia
Laboratorium kimia merupakan tempat atau ruangan yang digunakan untuk melakukan eksperimen, dan didalamnya terdapat beraneka ragam alat-alat dan bahan-bahan kimia.
Eksperimen yang dilakukan harus memperhatikan keamanan dan keselamatan kerja, karena dalam menggunakan bahan-bahan dan alat-alat kimia tersebut berpotensi terjadinya kecelakaan kerja. Berikut beragam hal yang berkaitan dengan laboratorium kimia.
Bahan Kimia
Di Laboratorium kimia terdapat banyak bahan-bahan yang dipergunakan untuk melakukan percobaan. Bahan-bahan yang digunakan tersebut memiliki sifat yang berbeda-beda antara yang satu dengan yang lain.
Ada yang mudah menguap, ada yang bersifat korosif dan ada yang mudah terbakar, dan lain sebagainya. Oleh karenanya perlu diketahui simbol- simbol dari bahan-bahan tersebut dengan tujuan agar tidak terjadi hal yang tidak diinginkan.
Berikut ini diterangkan simbol-simbol bahaya termasuk notasi bahaya dan huruf kode (catatan: huruf kode bukan bagian dari simbol bahaya). Satu kemasan bahan kimia dapat mengandung satu bahkan lebih dari simbol bahaya.
| No | Simbol dan Nama | Kode | Keterangan | Contoh |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Explosive (bersifat mudah meledak) |
E | Ledakan akan dipicu oleh suatu reaksi keras dari bahan. Energi tinggi dilepaskan dengan propagasi gelombang udara yang bergerak sangat cepat. Resiko ledakan dapat ditentukan dengan metode yang diberikan dalam Law for Explosive Substances. | Asam nitrat dapat menimbulkan ledakan jika bereaksi dengan beberapa solven seperti aseton, dietil eter, etanol, dll. Contoh yang lain KClO3, NH4NO3, C6H2 (NO2)3CH3 |
| 2 | Extremely flammable (amat sangat mudah terbakar) |
F | Bahan-bahan dan formulasi yang ditandai dengan notasi bahaya EXTREMELY FLAMMABLE merupakan likuid yang memiliki titik nyala sangat rendah (di bawah nol derajat celcius) dan titik didih rendah dengan titik didih awal (dibawah +35 derajat celcius). Bahan amat sangat mudah terbakar berupa gas dengan udara dapat membentuk suatu campuran bersifat mudah meledak di bawah kondisi normal. | Contoh bahan dengan sifat tersebut adalah dietil eter (cairan) dan propane (gas) |
| 3 | Flammable (mudah terbakar) |
Bahan kimia memiliki titik nyala rendah dan mudah menyala/terbakar dengan api bunsen, permukaan metal panas atau loncatan bunga api. | Contoh bahan dengan sifat tersebut misalnya minyak terpentin, dietil eter (C2H5OC2H5), karbon disulfide (CS2), asetilena (C2H2). | |
| 4 | Toxic (beracun) |
T | Notasi bahaya TOXIC dapat menyebabkan kerusakan kesehatan akut atau kronis dan bahkan kematian pada konsentrasi sangat rendah jika masuk ke tubuh melalui inhalasi, melalui mulut (ingestion),atau kontak dengan kulit. | Solven-solven seperti metanol (toksik) dan benzene (toksik, karsinogenik). karbon tetraklorida (CCl4), Hidrogen sulfida (H2S), Benzena (C6H6). |
| 5 | Corrosive (korosif) |
C | Bahan dan formulasi dengan notasi CORROSIVE adalah merusak jaringan hidup. Jika suatu bahan merusak kesehatan dan kulit hewan uji atau sifat ini dapat diprediksi karena karakteristik kimia bahan uji, seperti asam (pH 11,5), ditandai sebagai bahan korosif. | Contoh bahan dengan sifat tersebut misalnya asam mineral seperti HCl dan H2SO4 maupun basa seperti larutan NaOH (>2%). |
| 6 | Nature Polluting (Bahan berbahaya bagi lingkungan) |
N | Bahan dan formulasi dengan notasi DANGEROUS FOR ENVIRONMENT adalah dapat menyebabkan efek tiba-tiba atau dalam sela waktu tertentu pada satu kompartemen lingkungan atau lebih (air, tanah, udara, tanaman, mikroorganisme) dan menyebabkan gangguan ekologi. | Contoh bahan yang memiliki sifat tersebut misalnya tributil timah kloroda, tetraklorometan, dan petroleum hidrokarbon seperti pentana dan petroleum bensin, serta AgNO3, Hg2Cl2, HgCl2. |
Alat-alat Laboratorium
| No | Gambar Alat | Nama | Kegunaan |
|---|---|---|---|
| 1 |  |
Erlenmeyer | Sebagai wadah untuk membuat serta mencampur larutan tertentu |
| 2 |  |
Gelas Kimia (Beaker Glass) | Untuk mencegah kontaminasi berbahaya akibat cairan kimia. |
| 3 |  |
Pipet Tetes | Sebagai pemindah cairan dalam jumlah yang kecil. Sesuai dengan namanya, pipet jenis ini hanya bisa memindahkan cairan dalam bentuk tetesan saja. |
| 4 |  |
Gelas Ukur | Untuk menakar cairan tertentu secara tepat dan akurat. Alat ini biasanya digunakan bersamaan dengan pipet jenis tetes agar volume cairan bisa diambil dengan tepat. |
| 5 |  |
Tabung Reaksi dan Rak Tabung Rea Reaksi | Tabung Reaksi: untuk mereaksikan zat-zat, dan Rak Tabung Reaksi: sebagai tempat tabung reaksi |
| 6 |  |
Pipet Volume | Untuk mengambil atau memindahkan cairan dengan volume yang sudah ditentukan. |
| 7 |  |
Labu Ukur | Untuk membuat dan mengencerkan larutan. |
| 8 |  |
Pelat Tetes | Sebagai penguji keasaman suatu larutan atau mereaksikan larutan. Plat tetes terbuat dari bahan porselen dan umumnya tersedia dalam jumlan 6, 12 dan 16 lubang tetes. |
| 9 |  |
Batang Pengaduk | Membantu mencampurkan zat yang dilarutkan. |
| 10 |  |
Mortar dan Alu | Untuk menggerus/ menghaluskan zat yang masih berupa padat atau kristal. |
| 11 |  |
Pembakar Spirtus | Memanasi larutan atau membakar zat proses percobaan kimia. |
| 12 |  |
Buret | Untuk titrasi dengan presisi tinggi, atau bisa juga untuk mengukur volume suatu larutan. |
| 13 |  |
Kaki Tiga | Sebagai penahan kawat kasa dan penyangga ketika proses pemanasan. |
| 14 |  |
Penjepit | Untuk menjepit tabung reaksi disaat proses pemanasan. Atau bisa juga digunakan untuk mengambil kertas saring dan benda-benda lab lain disaat kondisi alat tersebut panas. |
Manajemen Laboratorium
Keamanan dan Keselamatan Kerja di Laboratorium
- Sebisa mungkin menggunakan laboratorium yang memiliki kelengkapan standar. Fasilitas standar dalam laboratorium antara lain, penyemprot mata yang digunakan tatkala mata terkena bahan kimia, shower untuk menyemprot tubuh ketika tubuh terkena bahan kimia, dll.
- Agar berhati-hati terhadap asam dan basa kuat. Jangan menambahkan air ke asam atau basa pekat, tetapi lakukan sebaliknya (asam ditambahkan ke air dengan menggunakan dinding labu).
- Bila mengambil bahan gas berbahaya, lakukan di lemari asam dan jangan lupa gunakan sarung tangan pelindung.
- Bahan-bahan kimia yang sudah diambil tidak boleh dikembalikan lagi kedalam botol penyimpanan.
- Limbah dari laboratorium harus ditangani dengan benar.
- Bila bahan kimia beracun atau uap sudah memenuhi ruangan, maka laboratorium harus segera dievakuasi.
- Zat kimia yang tertuang di meja praktikum atau di lantai harus dinetralkan terlebih dahulu.
- Beberapa pelarut, seperti eter dan hidrokarbon, bisa membentuk peroksida yang eskplosif secara spontan ketika disimpan.
- Selama melakukan kerja di laboratorium, harap menggunakan baju laboratorium lengan panjang dan juga harus dikancingkan dengan baik untuk melindungi diri dan mencegah konstaminasi pada baju yang digunakan sehari-hari.
- Berhati-hatilah bila melakukan aktiitas dengan asam kuat, reagen korosif, serta reagen-reagen yang volatil dan mudah terbakar.
- Menggunakan kacamata pengaman (google)
- Bagi yang memakai lensa kontak, harap berhati-hati agar tidak ada bahan kimia yang masuk kedalam mata.
- Menggunakan sarung tangan seperlunya.
- Saat membaca tinggi larutan pada buret atau gelas ukur, posisi mata harus sejajar dengan permukaan cairan dalam buret atau gelas ukur.
- Jangan mencium bau zat kimia secara langsung dengan hidung, tetapi kibaskan gas dengan
- tangan sampai bau tercium.
- Jangan makan dan minum didalam laboratorium.
- Jangan menggunakan bahan kimia yang tidak jelas labelnya.