Praktikum Virtual Ikatan dalam Padatan: Zat Tak Dikenal

Praktikum virtual ikatan dalam padatan ini mengikuti praktikum AP Chemistry yang memberi siswa padatan putih tanpa label dan meminta mereka menentukan jenis ikatan masing-masing dari sifatnya. Praktikum ini juga cocok dengan topik AQA GCSE tentang bagaimana struktur dan ikatan menjelaskan sifat zat. Siswa memanaskan setiap sampel, menguji apakah sampel larut dalam air dan dalam heksana, serta menguji daya hantar listriknya saat padat, saat meleleh, dan dalam larutan. Mereka juga memukulnya dengan palu. Mereka mengisi tabel sifat, menggolongkan setiap zat tak dikenal sebagai ionik, molekuler sederhana, logam, atau kovalen raksasa, dan memilih alasannya. Lalu Periksa menilai keduanya.

Keterkaitan dengan kurikulum

• AP Chemistry Unit 2 (topik 2.3 Structure of Ionic Solids dan 2.4 Structure of Metals and Alloys) dan Unit 3, topik 3.2 Properties of Solids. Juga praktikum AP Chemistry tentang menentukan ikatan dalam padatan tak dikenal dari sifat-sifatnya.
• AQA GCSE Chemistry 4.2.2: bagaimana ikatan dan struktur berkaitan dengan sifat zat. Topik ini mencakup senyawa ionik, molekul kecil, struktur kovalen raksasa, dan logam.

Simulic tidak berafiliasi dengan College Board maupun AQA dan tidak didukung oleh keduanya.

Sebelum praktikum (5 menit)

Minta siswa menetapkan prediksi:

"Garam dapur dan gula pasir sama-sama larut dalam air. Anda mencelupkan rangkaian lampu dan baterai ke dalam setiap larutan. Larutan mana yang membuat lampu menyala?"

Banyak siswa menjawab "keduanya, karena keduanya larut". Simpan hasil pilihan suara untuk nanti.

Langkah kerja dalam simulasi

Bagian A: latihan dengan zat yang dikenal

1. Atur Mode ke Zat yang dikenal. Pilih NaCl dan sukrosa bergantian, atur Uji ke Daya hantar: larutan, lalu tekan Larutkan dan Celupkan elektrode. Catat lampu mana yang menyala. Itulah uji prediksinya.
2. Pilih NaCl, Uji Pemanasan, Sumber panas Pembakar Bunsen, lalu tekan Panaskan. Lalu ganti ke Tanur listrik dan panaskan lagi. Baca suhu saat grafik mendatar.
3. Ulangi pemanasan dengan timah dan dengan grafit.

Bagian B: zat tak dikenal

4. Atur Mode ke Zat tak dikenal dengan 4 sampel. Dengan 4 zat tak dikenal, setiap jenis dari keempat jenis muncul tepat satu kali.
5. Untuk setiap sampel, lakukan ketujuh uji dan catat setiap hasil dengan tombol di bawah langkah-langkahnya. Pakai tanur jika sampel tidak meleleh di atas pembakar Bunsen.
6. Pilih jenis dan alasan untuk setiap zat tak dikenal, lalu tekan Periksa.

Sampel	Titik leleh	Air	Heksana	Padatan menghantarkan	Lelehan menghantarkan	Larutan menghantarkan	Palu
A
B
C
D

Hasil yang diharapkan

Pembacaan dari simulasi dalam mode Zat yang dikenal:

Zat	Pemanasan	Kelarutan	Daya hantar	Palu
NaCl	Tidak meleleh dengan pembakar Bunsen (mencapai sekitar 590 °C); mendatar pada 801 °C di dalam tanur	hanya air	padatan tidak; lelehan dan larutan ya	hancur
Sukrosa	meleleh pada 186 °C dan menjadi cokelat	hanya air	tidak pernah	rapuh
Lilin parafin	melunak pada 50–65 °C, tanpa bagian datar	hanya heksana (mengapung di air)	tidak pernah	lunak, gepeng
Timah	mendatar pada 232 °C	tidak keduanya	padatan dan lelehan ya	menjadi pipih
Grafit	tidak meleleh bahkan di tanur (sekitar 1.080 °C)	tidak keduanya	padatan ya	lunak, terkelupas
SiO₂ (pasir)	tidak meleleh bahkan di tanur	tidak keduanya	tidak pernah	butiran sangat keras

• Larutan garam menyalakan lampu dan larutan gula tidak. Larut saja tidak menunjukkan bahwa suatu zat ionik.
• Uji lelehan memerlukan tanur untuk NaCl. Di atas pembakar Bunsen NaCl tidak meleleh, dan simulasi menyatakan bahwa uji itu tidak dapat menunjukkan apa-apa.
• Grafit adalah jebakannya: grafit menghantarkan listrik saat padat, tetapi tidak meleleh dan terkelupas alih-alih menjadi pipih. Jadi grafit kovalen raksasa, bukan logam.

Pertanyaan untuk siswa

1. (Prediksi, ditanyakan lagi setelah praktikum) Larutan mana, garam atau gula, yang membuat lampu menyala?
2. Manakah variabel kontrol dalam uji daya hantar larutan?
3. Pada suhu berapa NaCl meleleh di dalam tanur listrik?
4. Jenis zat apa yang cocok dengan tabel sifat yang diberikan?
5. Jelaskan mengapa NaCl menghantarkan listrik saat meleleh atau larut tetapi tidak saat padat.

Jawaban untuk guru: (1) Hanya larutan garam. (2) Rangkaian (baterai, lampu, elektrode) dan volume air. (3) 801 °C (terima 796–806). (4) Kovalen raksasa: tabel itu menggambarkan grafit. (5) Dalam padatan, ion terikat di tempatnya dalam kisi dan hanya dapat bergetar. Saat meleleh atau larut, ion bebas bergerak dan membawa muatan.

Miskonsepsi umum

• "Zat itu larut dalam air, jadi ionik." Sukrosa dan urea larut tetapi tidak pernah menghantarkan listrik. Uji apakah larutannya menghantarkan listrik.
• "Zat itu menghantarkan listrik saat padat, jadi logam." Grafit juga menghantarkan listrik. Pakai juga uji palu dan titik leleh.
• "Senyawa ionik menghantarkan listrik karena mengandung elektron yang bergerak." Dalam lelehan atau larutan, ion-ionnya sendiri yang bergerak. Padatan ionik sama sekali tidak menghantarkan listrik.

Pengayaan

• Gambaran partikel: setelah Periksa yang benar, siswa mengganti gambaran partikel NaCl antara Padat, Meleleh, dan Larut dalam air, lalu menjelaskan setiap hasil lampu dalam satu kalimat.
• Kasus perbatasan: bandingkan KI (meleleh pada 681 °C) dengan timah (232 °C). Mengapa titik leleh saja tidak cukup untuk menentukan jenis ikatan?

Pertanyaan umum

Apakah zat tak dikenal berbeda untuk setiap siswa?

Ya. Setiap kali Sampel baru ditekan, simulasi memilih zat baru, jadi siswa tidak dapat berbagi jawaban. Dengan 4 zat tak dikenal, satu dari setiap jenis selalu muncul, sehingga cocok untuk memeriksa penalaran mereka.

Mengapa beberapa sampel memerlukan tanur listrik?

Simulasi memodelkan pembakar Bunsen dan cawan krus yang mencapai sekitar 600 °C. NaCl, KI, CaCl₂, dan aluminium meleleh di atas suhu itu. Siswa sebaiknya memakai tanur sebelum mencatat "tidak meleleh".

Apakah aman jika ini menggantikan praktikum nyata?

Simulasi ini mencakup langkah-langkah berbahaya: garam cair yang memercik, heksana yang mudah terbakar, dan urea yang terurai. Banyak guru tetap membiarkan siswa menguji sedikit garam dan gula untuk kelarutan dan daya hantar larutan di laboratorium.

Simulasi dan panduan terkait

Kisi kristal 3D – NaCl, intan, grafit, dan logam Menguji sifat bahan dan membandingkan bahan bakar

Untuk model partikel peleburan dan pendidihan, lihat RPP wujud zat. Untuk kegiatan kimia lainnya, lihat ide pelajaran kimia interaktif.