Praktikum Virtual Membuat Garam: Kristal Tembaga Sulfat

Praktikum virtual membuat garam ini sesuai dengan praktikum wajib AQA GCSE Chemistry tentang membuat sampel garam larut yang murni dan kering dari basa tak larut. Siswa menghangatkan asam sulfat encer, menambahkan tembaga(II) oksida satu spatula demi satu sampai ada yang tersisa, dan menyaring kelebihannya. Mereka memanaskan filtrat sampai titik kristalisasi, mendinginkannya, dan menimbang kristal tembaga sulfat yang biru. Lalu mereka menghitung persentase hasil dan melihat apa yang salah jika larutan diuapkan sampai kering.

Keterkaitan dengan kurikulum

• AQA GCSE Chemistry 4.4.2.3 (garam larut) dan praktikum wajibnya tentang membuat sampel garam larut yang murni dan kering dari oksida atau karbonat tak larut. Dalam Combined Science: Trilogy, materi yang sama adalah 5.4.2.3.
• AQA GCSE Chemistry 4.3.3.1 (persentase hasil), untuk pertanyaan 3–5.
• AP Chemistry Unit 4, topik 4.5 Stoichiometry: hasil teoretis berasal dari mol pereaksi pembatas.
• NGSS HS-PS1-7 (standar AS): memakai representasi matematis untuk mendukung kekekalan massa dalam reaksi.

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

Sebelum praktikum (5 menit)

Minta siswa menetapkan prediksi, di kertas atau sebagai pertanyaan 1 pada tautan kelas:

"Anda membuat tembaga sulfat dua kali. Pertama kali, Anda menghentikan pemanasan saat kristal muncul pada batang kaca dingin dan membiarkan larutannya mendingin. Kedua kalinya, Anda mendidihkan sampai semua airnya habis. Apa yang Anda peroleh pada kali kedua?"

Banyak siswa menjawab "lebih banyak kristal, karena tidak ada yang tertinggal di air". Jangan dikoreksi dulu.

Langkah kerja dalam simulasi

1. Atur Asam ke H₂SO₄ encer, Basa ke CuO, Volume ke 25 cm³, Konsentrasi ke 1,0 mol/dm³, Uapkan ke "sampai kristal muncul", dan Pendinginan ke "lambat, pada suhu ruang".
2. Tekan 1. Hangatkan asam. Tambahkan basa dengan + 1 spatula CuO, satu per satu, sampai kotak info menyatakan sebagian basa tidak larut lagi. Catat jumlah spatulanya.
3. Tekan 3. Saring basa berlebih, lalu 4. Uapkan sampai kristal. Amati batang kaca: pemanasan berhenti saat kristal muncul di batang.
4. Tekan 5. Dinginkan untuk kristalisasi, lalu 6. Ambil, keringkan, timbang. Catat massa, massa teoretis, dan hasil dari tabel hasil.
5. Tekan Percobaan baru. Ubah Pendinginan ke bak es dan ulangi. Lalu kembalikan Pendinginan ke lambat, atur Uapkan ke "sampai kering", dan ulangi.

Percobaan	Uapkan	Pendinginan	Produk	Massa (g)	Massa teoretis (g)	Hasil (%)	Ukuran kristal (mm)
1	sampai kristal muncul	lambat
2	sampai kristal muncul	bak es
3	sampai kering	lambat

Jalankan otomatis mengerjakan semua langkah. Minta siswa menekan sendiri tombol-tombolnya pada percobaan pertama agar mereka mempelajari urutannya.

Hasil yang diharapkan

Pembacaan dari simulasi dengan pengaturan di atas:

Percobaan	Produk	Massa (g)	Teoretis (g)	Hasil	Ukuran kristal
Pendinginan lambat	kristal CuSO₄·5H₂O biru	4,67	6,24	74,8%	5,9 mm
Bak es	kristal CuSO₄·5H₂O biru	4,38	6,24	70,2%	1,9 mm
Sampai kering	serbuk CuSO₄ anhidrat putih	3,29	6,24	52,7%	serbuk

• Empat spatula (2,4 g) CuO diperlukan. Spatula keempat menyisakan 0,41 g yang tidak larut, yang menunjukkan bahwa seluruh 0,0250 mol asam telah bereaksi.
• Massa teoretis adalah 0,0250 mol × 249,7 g/mol = 6,24 g, karena H₂SO₄ adalah pereaksi pembatas.
• Kehilangan 1,57 g pada percobaan lambat terbagi menjadi 1,29 g yang masih larut dalam larutan sisa, 0,19 g yang meresap ke kertas saring, dan 0,10 g yang hilang saat pengeringan.
• Pendinginan lambat menumbuhkan sedikit kristal besar; bak es menghasilkan banyak kristal kecil.
• CuCO₃ memberi massa yang sama dengan CuO, tetapi berbuih saat bereaksi.

Pertanyaan untuk siswa

1. (Prediksi, ditanyakan lagi setelah praktikum) Apa yang Anda peroleh jika larutan tembaga sulfat diuapkan sampai kering?
2. Saat membandingkan pendinginan lambat dengan bak es, variabel mana yang harus tetap sama?
3. Dengan pengaturan standar dan pendinginan lambat, berapa massa kristal yang Anda timbang?
4. Hitung persentase hasilnya.
5. Ke mana sebagian besar tembaga sulfat yang hilang, dan bagaimana Anda dapat memperoleh lebih banyak?

Jawaban untuk guru: (1) Produk lebih sedikit: 3,29 g serbuk anhidrat putih, bukan 4,67 g kristal biru. (2) Asam, basa, volume dan konsentrasi asam, serta seberapa jauh larutan diuapkan. (3) 4,67 g (terima 4,62–4,72). (4) 4,67 ÷ 6,24 × 100 = 74,8% (terima 73,8–75,8). (5) Sebagian besar (1,29 g) tetap larut dalam larutan sisa, karena tembaga sulfat masih larut pada suhu ruang. Uapkan lagi larutan itu untuk memperoleh kristal tahap kedua.

Miskonsepsi umum

• "Basa berlebih mencemari garam." Basa itu tidak larut, jadi penyaringan menghilangkannya. Kelebihan basa memastikan tidak ada asam yang tersisa dalam produk.
• "Mendidihkan sampai semua air habis memberi kristal paling banyak." Kristal biru mengandung air. Memanaskan sampai kering merusaknya.
• "Hasilnya seharusnya 100% kalau saya teliti." Selalu ada sebagian garam yang tetap larut dalam larutan dingin yang dibuang.
• "Bak es menghasilkan lebih banyak kristal, jadi lebih baik." Bak es menghasilkan kristal yang lebih kecil. Dalam simulasi ini hasilnya juga lebih rendah, karena pendinginan lambat selama satu atau dua hari membuat sedikit lebih banyak air menguap.

Pengayaan

• Perbesar skala: atur 50 cm³ asam 1,0 mol/dm³. Minta siswa memprediksi massanya sebelum menjalankan. Massanya menjadi dua kali lipat, 9,34 g, tetapi hasilnya tetap 74,8%.
• Garam lain: ganti ke HCl encer. CuCl₂ jauh lebih mudah larut daripada CuSO₄, sehingga lebih banyak yang tertinggal di larutan sisa: 1,14 g kristal CuCl₂·2H₂O, hasil 53,5%. Tanyakan mengapa garam yang sangat mudah larut lebih sulit dikristalkan.

Pertanyaan umum

Bisakah siswa mengerjakan seluruh praktikum wajib tanpa laboratorium?

Siswa dapat mengikuti setiap langkah, melihat mengapa setiap langkah penting, dan menghitung hasilnya. Pakai simulasi untuk mengajarkan langkah kerja sebelum praktikum nyata, atau sebagai penggantinya jika waktu terbatas. Siswa tetap perlu memegang alat sungguhan pada suatu saat.

Mengapa panduan ini memakai cm³ dan mol/dm³?

Itulah satuan dalam spesifikasi AQA. 1 cm³ sama dengan 1 mL dan 1 mol/dm³ sama dengan 1 M, jadi angkanya dapat dibaca langsung; simulasi berbahasa Indonesia menampilkan mL dan mol/L.

Bagaimana cara memberi setiap kelas pengaturan yang berbeda?

Ubah nilai awal pada tautan kelas, misalnya 40 cm³ asam 1,5 mol/dm³. Jalankan sekali sendiri dan tulis ulang angka di pertanyaan 3 dan 4 sebelum kelas dimulai.

Simulasi dan panduan terkait

Pereaksi Pembatas dan Persen Hasil – Stoikiometri dengan Partikel Pemisahan campuran: dekantasi, filtrasi, penguapan, corong pisah, distilasi

Untuk kegiatan kimia lainnya, lihat ide pelajaran kimia interaktif. Untuk praktikum GCSE lainnya, coba praktikum virtual titrasi. Untuk menjalankan prediksi sebagai satu siklus penuh, lihat Predict–Observe–Explain dengan simulasi.