Praktikum Virtual Perubahan Fisika dan Kimia: Bukti & Massa

Praktikum virtual perubahan fisika dan kimia ini menggabungkan praktikum klasik "apakah terbentuk zat baru?" dengan demonstrasi labu tertutup untuk hukum kekekalan massa. Siswa menjalankan tujuh perubahan di atas timbangan, dari es yang mencair sampai wol baja yang terbakar dan soda kue dengan cuka. Mereka menimbang sebelum dan sesudah, mengamati termometer dan model partikel, mencentang bukti yang mereka lihat, lalu menggolongkan setiap perubahan. Setelah itu mereka mengulangi perubahan yang massanya bertambah atau berkurang di dalam labu tertutup. Setiap nilai di bawah dibaca dari simulasi.

Keterkaitan dengan kurikulum

• NGSS MS-PS1-2 (standar sains AS): menganalisis data sifat zat sebelum dan sesudah berinteraksi untuk menentukan apakah reaksi kimia terjadi. MS-PS1-5: atom-atom disusun ulang, sehingga massa kekal.
• AQA GCSE Chemistry (8462), 4.3.1.1 dan 4.3.1.3: hukum kekekalan massa, dan perubahan massa ketika pereaksi atau produknya berupa gas.
• Key Stage 3 science (Inggris) dan Cambridge IGCSE Chemistry (0620), 6.1: perbedaan antara perubahan fisika dan perubahan kimia.

Simulic tidak berafiliasi dengan AQA maupun Cambridge dan tidak didukung oleh keduanya.

Sebelum praktikum (5 menit)

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

"Soda kue dituangkan ke dalam cuka di gelas kimia terbuka yang diletakkan di atas timbangan. Apa yang terjadi pada angka timbangan di akhir?"

Perkirakan banyak jawaban "tetap sama, karena massa kekal".

Langkah kerja dalam simulasi

1. Halaman terbuka dengan Soda kue + cuka dan Terbuka ke udara. Tekan Timbang awal, lalu Mulai, dan amati timbangan, termometer, dan model partikel. Tekan Timbang akhir.
2. Centang bukti yang Anda lihat, tekan Periksa bukti, pilih Perubahan fisika atau Perubahan kimia, lalu tekan Catat hasil.
3. Tekan Uji sifat dan Coba balikkan untuk mendapat bukti tambahan.
4. Klik Tertutup (sistem tertutup) dan ulangi.
5. Jalankan enam perubahan lainnya dalam wadah terbuka, lalu ulangi Wol baja terbakar dan Air mendidih dalam wadah tertutup.

Perubahan	Wadah	m awal (g)	m akhir (g)	Δm (g)	Bukti	Fisika atau kimia?
Soda kue + cuka	terbuka
Soda kue + cuka	tertutup

Hasil yang diharapkan

Simulasi tidak memiliki galat acak, jadi setiap siswa mendapat nilai ini. Dalam labu tertutup, Δm adalah 0,00 g untuk ketujuh perubahan.

Perubahan (terbuka)	Awal → akhir (g)	Δm (g)	T (°C)	Jenis
Es mencair	81,84 → 81,84	0,00	−5,0 → 8,0	fisika
Garam melarut	118,36 → 118,36	0,00	20,0 → 18,6	fisika
Air mendidih	111,84 → 103,84	−8,00	20,0 → 100,0	fisika
Wol baja terbakar	63,84 → 64,26	+0,42	puncak sekitar 750	kimia
Besi berkarat (7 hari)	68,84 → 68,93	+0,09	20,0 → 20,0	kimia
Soda kue + cuka	115,36 → 114,31	−1,05	20,0 → 16,6	kimia
Membuat endapan	141,99 → 141,99	0,00	20,0 → 23,3	kimia

• Wadah terbuka: massa berkurang ketika gas keluar dan bertambah ketika oksigen bergabung dengan padatan. Pembentukan endapan adalah perubahan kimia, tetapi massanya tidak berubah.
• Labu tertutup: soda kue dan cuka terbaca 200,88 g sebelum dan sesudah; wol baja terbaca 149,36 g pada kedua penimbangan.
• Coba balikkan mengembalikan es, garam, dan air pada perubahan fisika, dan tidak mengembalikan apa pun pada perubahan kimia.
• Periksa bukti menerima gas, perubahan energi, zat baru, dan perubahan massa untuk soda kue dan cuka, tetapi hanya perubahan energi dan "mudah dibalik" untuk melarutkan garam.

Pertanyaan untuk siswa

1. (Prediksi, ditanyakan lagi setelah praktikum) Apa yang terjadi pada angka timbangan ketika soda kue bereaksi dengan cuka di gelas kimia terbuka?
2. Apa variabel bebasnya ketika Anda membandingkan gelas kimia terbuka dengan labu tertutup?
3. Berapa Δm untuk wol baja yang terbakar di udara terbuka?
4. Kesimpulan mana yang didukung oleh hasil wadah terbuka?
5. Mengapa air mendidih adalah perubahan fisika, sedangkan soda kue dengan cuka adalah perubahan kimia?

Jawaban untuk guru: (1) Turun, dari 115,36 g ke 114,31 g, karena karbon dioksida keluar. (2) Apakah wadahnya terbuka atau tertutup. (3) +0,42 g (terima 0,41–0,43). (4) Perubahan massa di wadah terbuka menunjukkan bahwa gas keluar atau masuk, bukan bahwa perubahannya kimia. (5) Uap air tetap air dan mengembun kembali; karbon dioksida dan natrium etanoat adalah zat baru yang tidak dapat dikembalikan.

Miskonsepsi umum

• "Pembakaran membuat benda lebih ringan." Wol baja bertambah 0,42 g karena oksigen dari udara.
• "Gelembung berarti perubahan kimia." Air mendidih juga bergelembung, tetapi gelembungnya uap air.
• "Perubahan suhu membuktikan terjadinya reaksi." Melarutkan garam mendinginkan air sampai 18,6 °C, dan itu perubahan fisika.

Pengayaan

• Jalankan soda kue dan cuka di labu tertutup dan hitung atom setiap unsur pada model partikel sebelum dan sesudah (MS-PS1-5). Di gelas kimia terbuka, karbon dioksida melayang keluar dari tampilan, sama seperti gas itu meninggalkan timbangan.
• Bandingkan wol baja yang terbakar (+0,42 g dalam satu menit) dengan perkaratan (+0,09 g dalam tujuh hari): keduanya adalah besi yang bergabung dengan oksigen, dengan laju yang sangat berbeda.

Pertanyaan umum

Apakah saya perlu mengubah nilai awal tautan kelas?

Tidak. Nilai bawaannya, Perubahan Soda kue (NaHCO₃) dengan cuka dan Wadah Terbuka ke udara (gas dapat masuk dan keluar), sudah sesuai dengan pertanyaan 1. Biarkan Tampilkan jawaban begitu perubahan selesai (demonstrasi guru) tidak dicentang agar siswa mencentang buktinya sendiri.

Mengapa labu tertutup terbaca jauh lebih berat daripada gelas kimia terbuka?

Timbangan ikut menimbang wadahnya, dan labu bersumbat lebih berat. Bandingkan Δm.

Apakah setiap siswa akan mendapat angka yang sama?

Ya. Tidak ada galat acak, dan timbangan membaca sampai 0,01 g.

Simulasi dan panduan terkait

Pereaksi, produk, dan sisa – roti lapis dan molekul Wujud zat – model partikel saat dipanaskan dan didinginkan

Untuk perubahan wujud, lihat RPP wujud zat. Untuk menghitung atom dalam persamaan, lihat rencana pelajaran menyetarakan persamaan reaksi.