KIMIA KELAS XI

lShidiq Premono
lAnis Wardani
lNur Hidayati

SMA/MA Kelas XI

Di unduh dari : Bukupaket.com

Di unduh dari : Bukupaket.com

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-undang

Kimia SMA/MA Kelas XI

Penulis : Shidiq Premono, Anis Wardani, Nur Hidayati
Munnal Hani’ah, Desy Wijaya, Isnani Aziz Zulaikha
Editor : Susy Yunita Prabawati
Aji Galarso Andoko
Pembaca ahli : Sri Basuki
Mukti Ali
Desainer sampul : Sabjan Badio
Sudaryanto
Desainer perwajahan: 17,6 X 25 cm.

Ilustrator :

Penata letak :

Pengarah artistik :

Ukuran Buku :

540.7 SHIDIQ Premono
SHI Kimia : SMA/ MA Kelas XI / penulis, Shidiq Premono, Anis

k Wardani, Nur Hidayati; editor, Munnal Hani’ah, Desy Wijaya,
Isnani Aziz Zulaikha ; illustrator, Mukti Al. -- Jakarta : Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, 2009

vii, 282 hlm. : ilus. ; 25 cm.

Bibliografi : hlm. 276-278
Indeks
ISBN: 978-979-068-725-7 (no jilid lengkap)
ISBN: 978-979-068-730-1

1. Kimia-Studi dan Pengajaran I. Judul II. Anis Wardani
III. Nur Hidayati IV. Munnal Hani’ah V. Desy Wijaya
VI. Isnani Aziz Zulaikha VII. Mukti Ali

Hak cipta buku ini telah dibeli oleh Departemen Pendidikan
Nasional dari Penerbit PT. Pustaka Insan Madani

Diterbitkan oleh Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional
Tahun 2009

Diperbanyak oleh ...

ii Kimia Kelas XI

Di unduh dari : Bukupaket.com

Kata Sambutan

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan kar-
unia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional,
pada tahun 2009, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penu-
lis/penerbit untuk disebarluaskan kepada masyarakat melalui situs internet
(website) Jaringan Pendidikan Nasional.
Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan
dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat ke-
layakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Men-
teri Pendidikan Nasional Nomor 27 Tahun 2007 tanggal 25 Juni 2007.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para
penulis/penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya ke-
pada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh
para siswa dan guru di seluruh Indonesia.
Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Depar-
temen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan,
dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk
penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi
ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks
pelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruh
Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri dapat me-
manfaatkan sumber belajar ini.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para
siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-bai-
knya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya.
Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.

Jakarta, Juni 2009
Kepala Pusat Perbukuan

Kata Sambutan iii

Di unduh dari : Bukupaket.com

Kata Pengantar

Apakah kalian menganggap kimia sebagai mata pelajaran yang rumit?
Tentu tidak, bukan? Walaupun kimia mempelajari tentang pelbagai senyawa
kimia, reaksi kimia, dan perhitungan kimia, tapi semuanya bisa dipelajari
dengan mudah. Apalagi jika didukung dengan penggunaan buku pelajaran
yang tepat. Oleh karena itu, kami menghadirkan Seri Kimia SMA/MA ini.
Penyajian materi yang lengkap, interaktif, dan dengan beragam contoh kasus
menarik, kami harapkan dapat menjadi bekal agar kimia mudah dipahami.

Beragam elemen dan rubrikasi di dalam buku ini antara lain Aper-
sepsi, berisi semacam pemanasan sebelum masuk ke materi pelajaran. Peta
Konsep, yang memuat konsep-konsep inti yang akan diberikan pada setiap
bab. Tujuan Pembelajaran, yakni uraian singkat memuat target yang ingin
dicapai pada setiap bab. Kata Kunci, berisi kata-kata yang merupakan inti
pembahasan materi dalam bab terkait. Aktivitas, yakni praktikum yang
dilakukan siswa untuk membuktikan kebenaran materi yang sedang dipe-
lajari. Tugas, yaitu tugas yang berupa soal-soal hitungan, kegiatan mencari
materi tambahan di buku atau internet, serta proyek/penugasan jangka
panjang. Khazanah, berupa informasi tambahan yang terkait dengan ma-
teri yang sedang diulas. Tips, yaitu langkah sederhana untuk memudahkan
siswa dalam memahami soal serta penjelasan materi. Warning, yakni peri-
ngatan yang harus diperhatikan oleh siswa mengenai suatu hal penting.
Kilas Balik, berisi materi singkat untuk mengingatkan siswa tentang materi
yang telah disampaikan sebelumnya. Diskusi, yakni tugas yang harus di-
kerjakan secara berkelompok berupa kegiatan diskusi. Rangkuman, berisi
ringkasan materi satu bab. Glosarium, yakni penjelasan kata-kata asing yang
ada pada materi yang disampaikan. Uji Kompetensi, berisi soal-soal untuk
menguji kompetensi siswa yang muncul di setiap akhir subbab. Ulangan
Harian, adalah tes penguasaan materi di setiap akhir bab.

Selain rubrik-rubrik tersebut, masih ada ulangan blok yang meliputi Latih-
an Ulangan Tengah Semester, Latihan Ulangan Akhir Semester, dan Latihan Ujian
Kenaikan Kelas. Ketiganya berfungsi menguji ketercapaian kompetensi.

Demikianlah, buku ini telah kami upayakan agar dapat tampil dengan
kualitas maksimal. Untuk itu, kami segenap Tim Penulis Kimia SMA/MA
mengucapkan terima kasih kepada Fakultas Sains dan Teknologi UIN
Sunan Kalijaga Yogyakarta, penerbit Pustaka Insan Madani, dan pelbagai
pihak yang telah mendukung kami dalam wujud apa pun.

Tim Penulis

iv Kimia Kelas XI

Di unduh dari : Bukupaket.com

Daftar Isi

Kata Sambutan iii

Kata Pengantar iv

Daftar Isi v

Struktur Atom dan Sistem Periodik

Bab I

A. Struktur Atom 2
B. Sistem Periodik Unsur 15

Teori Domain Elektron dan Gaya Antarmolekul

Bab II

A. Teori Domain Elektron 22 32
B. Gaya Antarmolekul 28

C. Pengaruh Gaya Antarmolekul terhadap Sifat Fisis Senyawa
Termokimia

Bab III

A. Pengertian Termokimia 38
B. Hukum Kekekalan Energi 39
C. Pengertian Sistem dan Lingkungan 43
D. Reaksi Eksoterm dan Endoterm 45
E. Persamaan Termokimia 48
F. Penentuan ΔH Reaksi 51
G. Kalor Pembakaran Bahan Bakar 63

Ulangan Tengah Semester Pertama 69 77
Laju Reaksi

Bab IV

A. Pengertian Laju Reaksi 72

B. Faktor-faktor yang Memengaruhi L aju Reaksi

C. Persamaan Laju Reaksi dan Orde Reaksi 87
D. Penerapan Laju Reaksi 91

Kata Pengantar v

Di unduh dari : Bukupaket.com

Kesetimbangan Kimia
Bab V

A. Kesetimbangan Dinamis 98
B. Tetapan Kesetimbangan 101
C. Faktor-faktor yang Memangaruhi Pergeseran Kesetimbangan 102
D. Kesetimbangan dalam Industri 110
E. Hubungan Kuantitatif antara Pereaksi dan Hasil Reaksi 112

Ulangan Akhir Semester Pertama 123

Teori Asam Basa
Bab VI

A. Teori Asam Basa Arrhenius 130
B. Menunjukkan Sifat Asam dan Basa, pH, dan pOH 132

C. Hubungan antara Kekuatan Asam Basa dengan Derajat Ionisasi dan Ke-

setimbangan Ionisasinya 137
D. Memperkirakan pH Larutan dengan Beberapa Indikator 144
E. Reaksi Asam dan Basa 147
F. Pencemaran Air 149
G. Teori Asam-Basa Bronsted-Lowry dan Lewis 150

Stoikiometri Larutan 167
Bab VII

A. Reaksi Antarion 158

B. Penulisan Hasil Akhir Persamaan Ionik 159

C. Reaksi-reaksi dalam Larutan Elektrolit 161
D. Stoikiometri Larutan 165

E. Menentukan Pereaksi Pembatas dalam Stoikiometri

F. Titrasi 169

Bab VIII Larutan Buffer

A. Pengertian Larutan Buffer 182
B. Jenis-jenis Larutan Buffer 184
C. Sifat-sifat Larutan Buffer 188
D. Peranan Larutan Buffer 191

Ulangan Tengah Semester Kedua 199 205

Bab IX Hidrolisis Garam

A. Sifat-sifat Garam 202
B. Konsep Hidrolisis 203

C. Jenis Garam yang Dapat Terhidrolisis dan Cara Menghitung pH-nya

D. Kurva Titrasi Asam dan Basa 211

vi Kimia Kelas XI

Di unduh dari : Bukupaket.com

Bab X Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan

A. Kelarutan dan Faktor-faktor yang Memengaruhi Kelarutan 218

B. Hasil Kali Kelarutan (Ksp) 219 221

C. Hubungan antara Kelarutan (s) dan Hasil Kali Kelarutan (Ksp)

D. Pengaruh Ion Senama pada Kelarutan 223

E. Hubungan Kelarutan (s) dengan pH 224

F. Ksp dan Reaksi Pengendapan 226

Bab XI Koloid

A. Sistem Koloid 234
B. Jenis-jenis Koloid 237
C. Sifat-sifat Koloid 240
D. Koloid Liofil dan Koloid Liofob 246
E. Peranan Koloid dalam Kehidupan 247
F. Penjernihan Air 248
G. Pembuatan Koloid 250
H. Koloid dan Pencemaran Lingkungan 253

Latihan Ulangan Kenaikan Kelas 259

Kunci Jawaban 264
Indeks 274
Daftar Pustaka 276
Lampiran 279

viiDaftar Isi

Di unduh dari : Bukupaket.com

viii Kimia Kelas XI

Di unduh dari : Bukupaket.com

Bab
I

Struktur Atom
dan Sistem Periodik

Yahya, 2003, hlm. 42

Pada sistem tata surya, planet-planet mengelilingi matahari melalui
orbitnya masing-masing, sehingga tidak saling bertabrakan. Hal
serupa ternyata juga terjadi pada struktur atom. Ibarat planet, elektron
mengelilingi inti atom pada orbit tertentu. Model atom yang menyerupai
tata surya dikemukakan oleh Niels Bohr, seorang fisikawan berkebangsaan
Denmark. Bagaimana konsep atom Bohr selengkapnya? Temukan jawab-
annya di bab ini.

Struktur Atom dan Sistem Periodik 1

Di unduh dari : Bukupaket.com

Kata Kunci Konsep atom Bohr merupakan salah satu konsep yang menjelaskan
tentang struktur atom. Dengan menguasai struktur atom, kalian akan
• Struktur atom mampu menjelaskan teori atom mekanika kuantum, bilangan kuantum,
• Mekanika kuantum dan bentuk-bentuk orbital atom.
• Bilangan kuantum
• Konfigurasi elektron Dalam menentukan bilangan kuantum, kalian perlu memerhatikan
• Orbital atom konfigurasi elektron yang sesuai dengan prinsip Aufbau, aturan Hund,
dan larangan Pauli. Nah, setelah mengetahui konfigurasi elektron, kalian
akan mampu membuat diagram orbital atom dan menyusun unsur-unsur
dalam sistem periodik.

media.isnet.org A. Struktur Atom

Niels Bohr adalah seorang Suatu atom tersusun atas inti atom yang dikelilingi oleh elektron yang
ilmuwan dari Denmark bermuatan negatif. Adapun inti atom terdiri atas proton yang bermuatan
yang menerima hadiah No- positif dan neutron yang tidak bermuatan. Dengan demikian, suatu atom
bel di bidang fisika pada dikatakan bermuatan netral, yang berarti jumlah proton pada inti atom
tahun 1922. sama dengan jumlah elektron yang mengelilingi inti.

www.batan.go.id Pada saat antaratom saling bereaksi, ternyata hanya bagian luar dari
atom (elektron) yang bereaksi. Oleh karena itu, penyusunan elektron pada
bagian luar dari suatu atom perlu dikaji lebih lanjut. Bagaimana penjelas-
an selengkapnya? Perhatikan uraian berikut.

1. Teori Atom Mekanika Kuantum

Teori atom mengalami perkembangan mulai dari teori atom John
Dalton, Joseph John Thomson, Ernest Rutherford, dan Niels Henrik
David Bohr. Perkembangan teori atom menunjukkan adanya perubahan
konsep susunan atom dan reaksi kimia antaratom.

Kelemahan model atom yang dikemukakan Rutherford disempur-
nakan oleh Niels Henrik David Bohr. Bohr mengemukakan gagasannya
tentang penggunaan tingkat energi elektron pada struktur atom. Model ini
kemudian dikenal dengan model atom Rutherford-Bohr. Tingkat energi
elektron digunakan untuk menerangkan terjadinya spektrum atom yang
dihasilkan oleh atom yang mengeluarkan energi berupa radiasi cahaya.

2 Kimia Kelas XI Brady, 1999, hlm. 276

Gambar 1.1
Spektrum emisi natrium dan hidrogen dalam daerah yang dapat
dilihat dengan spektrum yang lengkap

Di unduh dari : Bukupaket.com

Penjelasan mengenai radiasi cahaya juga telah dikemukakan oleh

Max Planck pada tahun 1900. Ia mengemukakan teori kuantum yang

menyatakan bahwa atom dapat memancarkan atau menyerap energi ha-

nya dalam jumlah tertentu (kuanta). Jumlah energi yang dipancarkan atau

diserap dalam bentuk radiasi elektromagnetik disebut kuantum. Adapun

besarnya kuantum dinyatakan dalam persamaan berikut.

E = hc Keterangan:
λ E = energi radiasi (Joule = J)
h = konstanta Planck (6,63 x 10-34 J.s)
c = cepat rambat cahaya di ruang hampa (3 x 108 ms-1)

= panjang gelombang (m)

Diskusi

Buatlah kelompok kecil yang terdiri atas tiga orang. Lalu, diskusi-
kan tentang hubungan teori kuantum dengan teori atom Bohr.
Untuk memperkuat jawaban, carilah referensi dari buku-buku di per-
pustakaan dan internet. Tuliskan hasil diskusi kalian dalam buku catatan dan
pelajari sebagai materi tambahan. Agar pengetahuan teman-teman sekelas
juga bertambah, presentasikan hasil diskusi di depan kelas.

Dengan Teori Kuantum, kita dapat mengetahui besarnya radiasi
yang dipancarkan maupun yang diserap. Selain itu, Teori Kuantum juga
bisa digunakan untuk menjelaskan terjadinya spektrum atom. Perhatikan
spektrum atom hidrogen berikut.

Gambar 1.2 Brady, 1999, hlm. 276
Spektrum gas hidrogen

Pada Gambar 1.2, dapat dilihat bahwa percikan listrik masuk ke dalam
tabung gelas yang mengandung gas hidrogen. Sinar yang keluar dari atom H
(setelah melalui celah) masuk ke dalam prisma, sehingga sinar tersebut ter-
bagi menjadi beberapa sinar yang membentuk garis spektrum. Ketika sinar
itu ditangkap oleh layar, empat garis yang panjang gelombangnya tertera
pada layar adalah bagian yang dapat dilihat dari spektrum gas hidrogen.

Struktur Atom dan Sistem Periodik 3

Di unduh dari : Bukupaket.com

Salah satu alasan atom hidrogen digunakan sebagai model atom Bohr

adalah karena hidrogen mempunyai struktur atom yang paling sederhana

(satu proton dan satu elektron) dan menghasilkan spektrum paling seder-

hana. Model atom hidrogen ini disebut solar

system (sistem tata surya), di mana elektron

dalam atom mengelilingi inti pada suatu or-

bit dengan bentuk, ukuran, dan energi yang
e_ tetap.

Semakin besar ukuran suatu orbit, sema-

kin besar pula energi elektronnya. Keadaan
n = 1 ini dipengaruhi oleh adanya gaya tarik-me-

n = 2 narik antara proton dan elektron. Dengan

n=3 menggunakan model atom hidrogen, Bohr
Gambar 1.3 menemukan persamaan energi elektron se-
Model Atom Bohr

bagai berikut.

E= -A Keterangan:
n2 A = 2,18 x 10-18 J
A adalah suatu konstanta n = bilangan bulat yang menunjukkan orbit elektron
yang diperoleh dari kon-
stanta Planck = 6,63 X 10–34 = 1, 2, 3, …, 8
J.s, massa, dan muatan
elektron [Tanda negatif menunjukkan orbit mempunyai energi paling rendah

Brady, 1999, hlm. 280 (harga n = 1) dan paling tinggi (harga n = 8)].

Pada atom hidrogen, elektron berada pada orbit energi terendah (n =
1). Jika atom bereaksi, elektron akan bergerak menuju orbit dengan energi
yang lebih tinggi (n = 2, 3, atau 4). Pada saat atom berada pada orbit dengan
energi yang lebih tinggi, atom mempunyai sifat tidak stabil yang menyebab-
kan elektron jatuh ke orbit yang memiliki energi lebih rendah. Perpindahan
tersebut menjadikan elektron mengubah energinya dalam jumlah tertentu.
Besar energi tersebut sama dengan perbedaan energi antarkedua orbit yang
dilepaskan dalam bentuk foton dengan frekuensi tertentu.

A
16 A

9

A
4

A

Gambar 1.4
Perpindahan elektron dari satu tingkat energi ke tingkat energi lainnya menyebabkan

energi elektron berubah dalam jumlah tertentu.

4 Kimia Kelas XI

Di unduh dari : Bukupaket.com