Kunci Jawaban IPA Kelas 10 Halaman 140 dan 141 Kurikulum Merdeka
Pada halaman 140 dan 141 buku IPA Kelas 10 Kurikulum Merdeka, siswa akan menghadapi kegiatan siswa Aktivitas 4.5: Ayo Identifikasi. Topik yang dibahas dalam bab ini adalah Hukum Dasar Kimia di Sekitar Kita, khususnya tentang perhitungan perbandingan Nikel terhadap Oksigen dalam Batuan Laterit. Berikut penjelasan lengkap untuk menyelesaikan soal-soal tersebut.
Kasus 1: Perbandingan Nikel dan Kobalt dengan Oksigen dalam Batuan Laterit
Batuan laterit merupakan sumber mineral nikel yang sangat penting. Dalam batuan ini, nikel oksida (NiO) dan kobalt oksida (CoO) selalu ditemukan. Pertanyaannya adalah, mengapa rumus molekul dari kedua senyawa ini selalu NiO dan CoO? Dan bagaimana membuktikan bahwa perbandingan massa antara logam dan oksigen tetap?
Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kita dapat melihat data dari berbagai percobaan. Misalnya:
Tabel 4.3: Perbandingan Nikel terhadap Oksigen dalam Batuan Laterit
| Percobaan | Massa Batuan Laterit (ton) | Kadar NiO (%) | Massa NiO (ton) | Massa Ni (ton) | Massa O (ton) | Perbandingan Ni : O |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 1,42 | 1,42 | 1,0 | 0,42 | 1 : 0,42 = 2,38 |
| 2 | 1 | 1,56 | 1,56 | 1,1 | 0,46 | 1,1 : 0,46 = 2,39 |
Dari tabel di atas, terlihat bahwa perbandingan massa antara Nikel dan Oksigen selalu mendekati angka 2,38 hingga 2,39. Hal ini menunjukkan bahwa komposisi senyawa NiO tetap.
Tabel 4.4: Perbandingan Kobalt terhadap Oksigen dalam Batuan Laterit
| Percobaan | Massa Batuan Laterit (ton) | Kadar CoO (%) | Massa CoO (ton) | Massa Co (ton) | Massa O (ton) | Perbandingan Co : O |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 0,2 | 0,2 | 0,10 | 0,10 | 0,10 : 0,10 = 1 |
| 2 | 1 | 0,3 | 0,3 | 0,15 | 0,15 | 0,15 : 0,15 = 1 |
Perbandingan massa antara Kobalt dan Oksigen selalu 1:1, sehingga membentuk senyawa CoO.
Hukum dasar kimia yang berlaku pada kasus ini adalah hukum perbandingan berganda (hukum Dalton). Hukum ini menyatakan bahwa jika dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, maka perbandingan massa dari satu unsur dalam senyawa-senyawa tersebut adalah bilangan bulat sederhana, sedangkan massa unsur lainnya tetap.
Kasus 2: Reaksi Kapur Dolomit dengan Tanah Asam
Lahan rawa memiliki tingkat keasaman tanah yang rendah, sehingga sulit untuk ditanami. Untuk menetralkan keasaman tanah, digunakan senyawa basa seperti kapur dolomit (CaMg(CO3)2). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
$$
4H^+(aq) + CaMg(CO_3)_2(s) \rightarrow H_2O(l) + 2CO_2(g) + Ca^{2+}(aq) + Mg^{2+}(aq)
$$
Jika massa ion hidrogen diabaikan dan kebutuhan dolomit per hektar tanah adalah 2 ton, maka bagaimana massa produk hasil reaksi dapat dijelaskan berdasarkan hukum kekekalan massa?
Berdasarkan hukum kekekalan massa, jumlah massa sebelum dan sesudah reaksi harus sama. Namun, dalam perhitungan, terdapat perbedaan massa antara massa dolomit dan massa produk. Hal ini disebabkan karena massa ion hidrogen tidak dihitung dalam perhitungan.
Berikut perhitungan massa produk:
- Massa dolomit = 2 ton = 2 × 10⁶ gram
- Mr dolomit = 184 g/mol
- Mol dolomit = $ \frac{2 \times 10^6}{184} = 10.869,5652 $ mol
Berdasarkan rasio koefisien reaksi:
- Massa H₂O = $ \frac{2}{1} \times 10.869,5652 \times 18 = 391.304,3472 $ gram
- Massa CO₂ = $ \frac{2}{1} \times 10.869,5652 \times 44 = 956.521,7376 $ gram
- Massa Ca²⁺ = $ \frac{1}{1} \times 10.869,5652 \times 40 = 434.782,608 $ gram
- Massa Mg²⁺ = $ \frac{1}{1} \times 10.869,5652 \times 24 = 260.869,5648 $ gram
Total massa produk = 2.043.478,2576 gram
Massa dolomit = 2 × 10⁶ gram = 2.000.000 gram
Selisih massa = 43.478,2576 gram, yang merupakan massa ion H⁺ yang diabaikan.
Dengan demikian, hukum kekekalan massa tetap terbukti, meskipun ada sedikit perbedaan akibat pengabaian massa ion hidrogen.
Kesimpulan
Kunci jawaban IPA Kelas 10 Kurikulum Merdeka halaman 140 dan 141 memberikan pemahaman tentang hukum dasar kimia, baik hukum perbandingan berganda maupun hukum kekekalan massa. Siswa diharapkan dapat memahami konsep-konsep ini dan menerapkannya dalam berbagai situasi nyata.
