## GAMBARAN LEVEL SUBMIKROSKOPIK UNTUK MENUNJUKKAN PEMAHAMAN KONSEP SISWA PADA MATERI PERSAMAAN KIMIA DAN STOIKIOMETRI
( Diterima 30 September 2015; direvisi 10 Oktober 2015; disetujui 12 November 2015)
Robby Zidny 1 ,  Wahyu Sopandi 2 ,  Ali Kusrijadi 3
1 Pendidikan Kimia, FKIP, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, Serang Email: robbyzidny@untirta.ac.id
2,3 Pendidikan Kimia, FPMIPA, Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung

## Abstract
Submicro  diagrams  can  be  used  as  an  assessment  to  determine  the  understanding  of chemical concepts. Students can visualize a concept and develop a mental model for the concept  through  the  submicro  diagrams.  The  purpose  of  this  study  was  to  get submicroscopic  level  description  that  shows  students  understanding  to  chemical equations  and  stoichiometry.  This  research  used  descriptive  method.  The  subjects  were 10 grade high school students in Bandung. The research instrument is a diagnostic test of concepts  understanding  that  involve  the  use  of  submicro  diagrams.  The  results  of diagnostic  tests  shows  that  only  a  small  percentage  of  students  are  categorized  in  the level of understanding of concepts. While the rest are scattered into the level understand the  concepts  partially,  understand  the  concepts  with  specific  misconceptions, misconceptions  and  do  not  understand  the  concept.  Students    did  not  have  full understanding of the concepts and  misconceptions is due to  weakness ability of students to  interpreting  the  explanation  of  symbolic  form  into  the  submicro  diagram  model  and vice versa . Keywords: Submicro  Diagram,  Concepts  Understanding,  Chemical  Equation, Stoikiometry.

## Abstrak
Diagram submikroskopik dapat digunakan sebagai alat uji untuk mengetahui pemahaman konsep  kimia.  Siswa  dapat  memvisualisasikan  konsep  dan  mengembangkan  model mental  untuk  konsep  tersebut  melalui  diagram  submikroskopis.  Tujuan  penelitian  ini adalah  untuk  mendapatkan  gambaran  level  submikroskopik  yang  menunjukan pemahaman  konsep  siswa  pada  materi  persamaan  kimia  dan  stoikiometri.  Penelitian  ini menggunakan  metode  deskriptif.  Subjek  penelitian  adalah  siswa  SMA  kelas  10  di  Kota Bandung.  Instrumen  penelitian  berupa  tes  diagnostik  pemahaman  konsep  yang melibatkan  penggunaan  diagram  submikroskopik.  Hasil  t es  diagnostik  pemahaman konsep  dengan  menggunakan  diagram  submikroskopik  menunjukkan  bahwa hanya  sebagian  kecil  siswa  yang  termasuk  dalam  tingkat  paham  konsep. Sedangkan  sisanya  tersebar  kedalam  tingkat  paham  sebagian  konsep,  paham sebagian  dengan  spesifik  miskonsepsi,  miskonsepsi  dan  tidak  paham  konsep. Tidak  dimilikinya  pemahaman  konsep  secara  utuh  dan  miskonsepsi  pada  siswa salah  satunya  disebabkan  oleh  lemahnya  kemampuan  siswa  dalam  menafsirkan penjelasan dari bentuk simbolik ke dalam bentuk model diagram submikroskopik dan sebaliknya.
Kata  Kunci:  Diagram  Submikroskopik,  Pemahaman  Konsep,  Persamaan  Kimia, Stoikiometri .

## PENDAHULUAN
Ilmu kimia merupakan bagian dari ilmu  pengetahuan  alam  (IPA)  yang secara  khusus  mempelajari  tentang struktur,  susunan,  sifat,  dan  perubahan materi,  serta  energi  yang  menyertai perubahan  materi.  Johnstone  (dalam Treagust et  al. ,  2003)  mendeskripsikan bahwa fenomena kimia dapat dijelaskan dengan  tiga  level  representasi  yang berbeda, yaitu makroskopik, sub- mikroskopik  dan  simbolik.  Masing- masing level representasi kimia tersebut diperlihatkan pada gambar 1.
Gambar 1. Level Representasi Kimia Level
makroskopik, yaitu fenomena kimia yang benar-benar dapat
diamati  secara  langsung  termasuk  di dalamnya  pengalaman  siswa  setiap  hari (Treagust, et  al., 2003).  Johnstone
(dalam  Treagust, et  al . , 2003)  juga mengemukakan  kembali  bahwa  level makroskopik adalah level yang berhubungan  dengan  suatu  gejala  kimia yang  dapat  dilihat  atau  dapat  dirasakan dengan  panca  indera.  Gejala  yang termasuk  ke  dalam  level  mikroskopik adalah  seperti  bagaimana  garam  padat
dapat  larut  dalam  air.  Level  ini memerlukan suatu
representasi mikroskopik  untuk  menjelaskan  suatu gejala (Treagust, et al. , 2003).
Level submikroskopik, yaitu suatu fenomena kimia yang tidak dapat mudah dilihat  secara  langsung,  dan  ketika prinsip  dan  komponennya  diterima sebagai  sesuatu  yang  benar  dan  nyata, itu  tergantung  pada  teori  atom  materi. Level submikroskopik digambarkan oleh  teori  atom  materi,  dalam  istilah partikel  seperti  elektron,  atom  dan molekul  yang  secara  umum  berkenaan dengan  level  molekuler  (Davidowitz, et al .,  2010) . Representasi  ini  seringkali menimbulkan  miskonsepsi  pada  siswa. Hal ini diakibatkan keterbatasan pandangan  mereka  untuk  menjadikan suatu  tiruan  dari  sesuatu  yang  nyata menjadi  alat  kuat  pada  pengembangan model mental dari gejala kimia (Treagust, et al ., 2003).
Sedangkan  level  simbolik,  yaitu suatu  representasi  dari  fenomena  kimia yang  bervariasi  termasuk  di  dalamnya model-model,  gambar-gambar,  aljabar, dan bentuk komputasi (Johnstone dalam Treagust, et  al., 2003).  Selain  itu  level simbolik merupakan level yang merepresentasikan  bentuk  materi  kimia dalam  bentuk  formula  atau  persamaan reaksi (Dori and Hercovitz, 2003).
Sebuah alat untuk menggambarkan sesuatu seperti Makro
Simbolik Sub-mikro (partikulat)
diagram atau gambar dapat memberikan  pelajar  sebuah  cara untuk memvisualisasikan konsep dan mengembangkan model mental untuk  konsep  tersebut  (Gabel  dalam Davidowitz, et al. , 2010) .
Diagram  kimia  digunakan  untuk merepresentasikan informasi kimia, untuk  menggambarkan  sebuah  ide,
memberikan sebuah penjelasan, menghadirkan  gambar  visual,  untuk membuat  prediksi  dan  kesimpulan  serta untuk  membuat  hipotesis  (Davidowitz, et  al . , 2010) . Diagram  dapat  bersifat statis  atau  dinamis,  dua  dimensi  atau tiga  dimensi,  atau  partikel  tunggal versus  partikel  banyak  (Chittleborough and  Treagust,  2008) . Nilai  sebuah diagram  dalam  membuat  hubungan dengan  sebuah  konsep  yang  abstrak tergantung  pada  konsistensinya  dengan kebutuhan pelajar dan level pemahamannya (Giordan dalam
Davidowitz, et al., 2010).
Nurrenbern  dan  Pickering  dalam Gilbert  (2003)  menggunakan  diagram
untuk menggambarkan level submikroskopoik kimia, dan
menunjukan  bahwa  ketika  siswa  dapat menyelesaikan  soal  algoritmik  kimia, mereka  mendapatkan  kesulitan  dalam menjawab soal konsep kimia pada topik yang  sama.  Kemampuan  siswa  untuk menyelesaikan soal kimia menggunakan algoritmik tanpa penjelasan dan
keterampilan proses menunjukan sebuah ketidakselarasan pemahaman konseptual telah  dilaporkan  oleh  beberapa  literatur (Niaz  and  Robinson,  1992;  Nakhleh, et al., 1996; BouJaoude and Barakat, 2000;
Sanger,  2005;  Papaphotis  dan  Tsaparlis (2008) dalam Davidowitz, et al. , 2010).
Stoikiometri dan persamaan kimia merupakan  materi  kimia  yang  bersifat abstrak yang memuat pemahaman konsep  dan  pemahaman  algoritmik. Pembelajaran  yang  sering  dilakukan selama ini hanya terfokus pada penggunaan  algoritmik  dalam  mencapai tujuan  pembelajaranya.  Hasil  penelitian Suyono  (2009)  menunjukkan  pada umumnya  siswa  mengalami  kesulitan dalam menyelesaikan permasalahan yang  menyangkut  reaksi  kimia  dan hitungan  kimia  (stoikiometri),  akibat rendahnya  pemahaman  konsep-konsep kimia  dan  kurangnya  minat  siswa terhadap  pelajaran  kimia.  Penggunaan diagram submikroskopik dapat digunakan  sebagai  alternatif  untuk mengetahui gambaran pemahaman konsep  siswa  pada  materi  persamaan kimia dan stoikiometri.

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini menggunakan metode deskriptif,. Subjek pada penelitian  ini  adalah    siswa  kelas  X semester  dua  pada  salah  satu  SMA Negeri  di  Kota  Bandung.  Tahap penelitian meliputi perencanaan,
pengumpulan  data,  analisis  data  dan
pengambilan kesimpulan. Instumen yang digunakan dalam penelitian adalah tes  diagnosis  pemahaman  konsep  yang telah  diuji  validitas  dan  reliabilitasnya. Tes ini berbentuk essay berstruktur yang disajikan dalam diagram
submikroskopik  yang  harus  dipecahkan oleh siswa untuk menjawab pertanyaan- pertanyaan yang didasarkan berdasarkan diagram submikroskopik tersebut. Untuk menjawab  pemecahan  masalah  tersebut siswa  dituntut  menggabungkan  konsep- konsep  dan  aturan-aturan  yang  telah diperoleh sebelumnya.
Interpretasi  hasil  tes  diagnostik dideskripsikan dengan menampung
semua  jawaban  siswa  yang  beraneka
ragam kemudian diklasifikasikan berdasarkan kriteria tingkap pemahaman konsepnya.  Kriteria  tingkat  pemahaman konsep  menurut  Morgil  dan  Yoruk (2006)  yang  telah    dimodifikasi  yaitu paham  konsep,  paham  sebagian  konsep, aham sebagian dengan spesifik miskonsepsi,  miskonsepsi  dan  tidak paham konsep.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Pemahaman  Konsep  Siswa  pada
Materi Persamaan Kimia
Pemahaman tentang konsep: “perbandingan koefisien
dalam
persamaan  reaksi  kimia  merupakan perbandingan  sederhana  jumlah  mol
atau  molekul  zat-zat  yang  bereaksi  dan zat-zat hasil reaksi”.
Untuk  mengetahui  pemahaman siswa terhadap  konsep ini digali dengan pertanyaan  yang  menuntut  siswa  untuk menuliskan  persamaan  reaksi  kimia setara  dengan  perbandingan  koefisien yang  sederhana  berdasarkan  diagram submikroskopik yang merepresentasikan reaksi  antara  zat  A  dan  zat  B 2 seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram Submikroskopik
Reaksi antara A dan B 2
Hasil jawaban siswa dapat dikelompokan  menjadi  3  tipe  jawaban. Sebaran  jawaban  siswa  pada  konsep perbandingan koefisien dalam persamaan  reaksi  kimia  dapat  disajikan dalam Gambar 3 di bawah ini :
Gambar 3. Grafik Sebaran Jawaban Siswa pada Perbandingan Koefisien dalam Persamaan Reaksi Kimia
Hasil  tes  diagnostik  pemahaman konsep siswa untuk konsep ini, menunjukan  bahwa  hampir  separuhnya menjelaskan  pada  tipe  1,  yaitu  siswa menuliskan  persamaan  reaksi  setara secara tepat dengan perbandingan koefisien  yang  sederhana  (2A  +  B 2  2AB). Ini  menunjukan  bahwa  siswa memahami  konsep  bahwa  perbandingan koefisien dalam persamaan reaksi menunjukan  perbandingan  jumlah  mol atau  molekul  zat-zat  yang  bereaksi  dan zat-zat  hasil  reaksi.  Hal  ini  ditunjukkan dengan jawaban  siswa  yang  menuliskan perbandingan koefisien dengan bilangan bulat  yang  sederhana  sesuai  dengan perbandingan  pereaksi  dan  hasil  reaksi pada  diagram  submikroskopik.  Siswa dapat  mengidentifikasi  produk  sebagai AB  dan  menyadari  bahwa  persamaan reaksi  setara  selalu  ditulis  dengan menggunakan  perbandingan  koefisien yang  paling  sederhana  untuk  pereaksi dan  hasil  reaksi  (Davidowitz, et  al., 2010).  Berdasarkan  deskripsi  jawaban tersebut, tipe jawaban siswa ini dikategorikan  kedalam  tingkat  paham konsep.
Selanjutnya,  berdasarkan  sebaran hasil  jawaban  hampir  separuhnya  juga siswa  menunjukan  persamaan  reaksi pada  tipe  2,  yaitu  siswa  menuliskan persamaan  reaksi  secara  benar  dengan koefisien  yang  belum  disederhanakan (6A  +  3B 2  6AB).  Ini  menunjukkan
bahwa  siswa  menunjukkan  pemahaman yang  tidak  utuh  tentang  perbandingan koefisien dalam persamaan reaksi kimia. Hal tersebut ditunjukkan dengan jawaban siswa yang menuliskan perbandingan  koefisien  pada  pereaksi dan  hasil  reaksi  yang  sama  dengan jumlah molekul pereaksi dan hasil reaksi seperti  pada  diagram  submikroskopik. Siswa  menenjemahkan  diagram  secara langsung  ke  dalam  persamaan  reaksi simbolik tanpa mengkonversi perbandingan  koefisien  ke  bentuk  yang sederhana. Berdasarkan deskripsi jawaban tersebut, tipe jawaban siswa ini dikategorikan  kedalam  tingkat  paham sebagian  konsep.  Sisanya,  sebanyak 20,00%  siswa  menunjukan  persamaan reaksi pada tipe 3. Hasil ini mendeskripsikan  bahwa  siswa  tidak menyadari dan tidak mengerti representasi  fenomena  submikroskopik suatu  reaksi  kimia  yang  di  tampilkan melalui  diagram,  hal  tersebut  bisa disebabkan  karena  siswa  mendapatkan kebingungan  tentang  struktur  atom  dan molekul  yang  ditampilkan  sehingga mendapatkan kesulitan dalam
mempertautkan  representasi  diagram submikroskopik dengan persamaan kimia  simbolik.  Pada  jawaban  pertama tipe  3  (2A  +  B 2  2AB 2 ),  siswa mengidentifikasi  hasil  reaksi  sebagai agregat  (AB 2 ),  dengan  menggabungkan A  dan  B 2 .  Dan  pada  jawaban  kedua
tipe 3 (6A +  3B 2  3A 2 B 2 ), siswa juga mengidentifikasi  hasil  reaksi  sebagai
agregat (3A 2 B 2 ). Siswa melihat penyetaraan  reaksi  sederhana  sebagai aplikasi  dari  serangkaian  aturan-aturan, dan kemungkinan tidak membuat hubungan  antara  representasi  simbolik reaksi kimia dan perubahan kimia nyata yang  terjadi  (Laugier  and Dumon,  2004 dalam  Chittleborough, et  al. ,  2010).
Berdasarkan  deskripsi jawaban  tersebut, tipe  jawaban  siswa  ini  dikategorikan kedalam tingkat tidak paham konsep.
Pemahaman tentang konsep: “Dalam suatu reaksi
kimia,
perbandingan  jumlah  zat-zat  pereaksi yang  dicampurkan  atau  direaksikan tidak  selalu  sama  dengan  perbandingan koefisien  reaksinya,  sehingga  ada  zat pereaksi  yang  akan  bersisa  pada  saat keadaan akhir reaksi”.
Pemahaman siswa pada konsep ini digali dengan pertanyaan yang menuntut siswa  untuk  menggambarkan  diagram submikroskopik  partikel-partikel  yang ada  pada  keadaan  akhir  reaksi  yang ditunjukan dalam Gambar 4 berdasarkan persamaan reaksi simbolik yang diketahui:  2H 2 (g) + O 2 (g)  2H 2 O(g).
Gambar 4. Diagram Submikroskopik Reaksi antara H 2 dan O 2
Hasil jawaban siswa dapat dikelompokan  menjadi  4  tipe  jawaban. Sebaran  jawaban  siswa  pada  konsep interpretasi atau penafsiran siswa terhadap persamaan reaksi kimia simbolik  dapat  disajikan  dalam  Gambar 5 di bawah ini :
Gambar 5. Grafik sebaran jawaban siswa pada konsep interpretasi atau penafsiran siswa terhadap persamaan reaksi kimia simbolik Hasil  tes  diagnostik  pemahaman konsep siswa untuk konsep ini, menunjukan  bahwa  sebagian  besar menjelaskan  pada  tipe  1,  yaitu  siswa menggambarkan    dengan  benar  jumlah dan  jenis  tiap  molekul  H 2 O  yang terbentuk  serta  pereaksi  berlebih    yang tersisa (H 2 ) seperti yang ditunjukan pada Gambar 6.
Gambar 6. Deskripsi Jawaban Diagram
Submikroskopik Reaksi O 2 dan H 2 Siswa pada Tipe 1 Ini  menunjukkan  bahwa  siswa memahami bahwa di dalam suatu reaksi kimia,  perbandingan  jumlah  zat-zat pereaksi yang dicampurkan atau direaksikan  tidak  selalu  sama  dengan perbandingan koefisien reaksinya, sehingga  ada  zat  pereaksi  yang  akan bersisa  pada  saat  keadaan  akhir  reaksi.
Hal  ini  ditunjukkan  dengan  jawaban siswa  yang  menggambarkan  dengan benar  4  molekul  H 2 O  yang  terbentuk serta  adanya    pereaksi  H 2 yang  tersisa (4H 2 O + H
2 ). Siswa dapat menggambarkan  dengan  benar  bentuk molekul  H 2 O  dan  menyadari  koefisien dalam  persamaan  persamaan  reaksi
setara menunjukan perbandingan pereaksi  yang  bereaksi  dan  hasil  reaksi
yang terbentuk sehingga dapat mengidentifikasi adanya zat yang tersisa di  akhir  reaksi.  Siswa  juga  memahami berlakunya  hukum  konservasi  massa dalam  suatu  reaksi  kimia  biasa,  dengan menggambarkan  jumlah  partikel  yang sama  pada  keadaan  awal  dan  akhir reaksi.  Berdasarkan  deskripsi  jawaban tersebut, tipe jawaban siswa ini
dikategorikan  kedalam  tingkat  paham konsep.
Selanjutnya,  berdasarkan  sebaran hasil  jawaban  sebagian  kecil  siswa (23,33%) menjelaskan pada tipe 2, yaitu menggambarkan    dengan  benar  jumlah dan  jenis  tiap  molekul  H 2 O  yang terbentuk  namun  tidak  menggambarkan pereaksi  berlebih  yang  tersisa  (H 2 )
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7.  Deskripsi Jawaban Diagram Submikroskopik Reaksi O 2 dan H 2 Siswa pada Tipe 2 Ini  menunjukkan  bahwa  siswa memiliki  pemahaman  yang  tidak  utuh tentang  penafsiran  terhadap  persamaan reaksi  kimia  simbolik.  Hal  tersebut ditunjukkan dengan jawaban siswa yang menggambarkan dengan benar 4 molekul  H 2 O  yang  terbentuk  namun tidak  menyertakan  H 2 sebagai  pereaksi yang  bersisa  (4H 2 O).  Siswa  dapat memahami  perbandingan  H 2 dan  O 2 yang bereaksi berdasarkan perbandingan koefisian dalam persamaan reaksi simbolik,  sehingga  dapat  meramalkan dengan benar jumlah molekul H 2 O yang terbentuk,  namun  tidak  menyadari bahwa  perbandingan  jumlah  zat-zat pereaksi yang dicampurkan atau
direaksikan  tidak  selalu  sama  dengan perbandingan koefisien reaksinya, sehingga  tidak  dapat  mengidentifikasi pereaksi bersisa pada saat keadaan akhir reaksi.  Siswa  juga  tidak  menyadari berlakunya  hukum  konservasi  massa dalam  suatu  reaksi  kimia  biasa,  dengan menunjukan adanya partikel yang hilang
(partikel H 2 ) pada akhir reaksi berdasarkan penggambaran submikroskopiknya. Berdasarkan
deskripsi jawaban tersebut, tipe jawaban siswa  ini  dikategorikan  kedalam  tingkat paham sebagian konsep.
Sisanya,  sebanyak  16,67%  dan 3,33%  siswa  menunjukan  jawaban  pada tipe  3  dan  4  seperti  yang  ditunjukan pada Gambar 8.
Gambar 8. Deskripsi Jawaban Diagram Submikroskopik Reaksi O 2 dan H 2
Siswa pada Tipe 3 dan 4 Hasil  jawaban pada  tipe 3 menunjukan  bahwa  siswa  mengalami miskonsepsi  dengan  menggambarkan jumlah  molekul  H 2 O  yang  terbentuk sama dengan jumlah koefisien H 2 O pada persamaan reaksi simbolik. Siswa belum memahami  konsep  koefisien  reaksi dengan baik. Mereka memiliki pemahaman  yang  berbeda  akan  maksud
dan arti dari koefisien dalam persamaan reaksi  dengan  menganggap  bahwa koefisien  tersebut  menyatakan  jumlah hasil  reaksi  dan  bukan  menganggap koefisien  sebagai  perbandingan  jumlah zat-zat  yang  bereaksi  dan  hasil  reaksi. Sedangkan  pada  jawaban  tipe  4  siswa mengalami miskonsepsi dengan
menggambarkan terbentunya  molekul agregat (H 4 O 2 ). Mereka memiliki pemahaman  yang  berbeda  akan  maksud dan arti dari koefisien dalam persamaan reaksi  dan  menganggap  2  molekul  H 2 O dalam  persamaan  reaksi  kimia  simbolik sebagai  molekul  agregasi  (1H 4 O 2 )  yang menunjukan miskonsepsi mereka tentang  gambaran  bentuk  molekul  pada level submikroskopik. Berdasarkan deskripsi jawaban tersebut, tipe jawaban siswa  ini  dikategorikan  kedalam  siswa yang mengalami miskonsepsi.
Tidak  dimilikinya  pemahaman konsep  secara  utuh  dan  miskonsepsi pada  siswa  salah  satunya  disebabkan oleh lemahnya kemampuan siswa dalam menafsirkan  penjelasan  dari  bentuk simbolik kedalam bentuk model diagram submikroskopik  dan  sebaliknya  Tanpa pemahaman yang tepat dari konsep yang mendasarinya, siswa tidak mampu untuk menerjemahkan suatu bentuk representasi kedalam bentuk yang lainnya (Wu, et al ., 2001) Tipe 3 Tipe 4
B.  Pemahaman  Konsep  Siswa  pada Materi Stoikiometri Pemahaman tentang konsep:
“D alam  suatu  reaksi  kimia  biasa, massa  atau  jumlah  zat-zat  sebelum dan sesudah reaksi adalah sama”.
Konsep ini digali dengan pertanyaan  yang  menuntut  siswa  untuk menggambarkan diagram
submikroskopik  partikel-partikel  yang ada  pada  keadaan  akhir  reaksi  yang ditunjukan dalam Gambar 9.
Gambar 9. Diagram Submikroskopik Reaksi antara N 2 dan H 2
Hasil jawaban siswa dapat dikelompokan  menjadi  5  tipe  jawaban. Sebaran  jawaban  siswa  dapat  disajikan dalam Gambar 10.
Gambar 10. Grafik Sebaran Jawaban Siswa pada Konsep Penentuan Jumlah dan Jenis Tiap Molekul Setelah Keadaan
Akhir Reaksi
Hasil  tes  diagnostik  pemahaman konsep siswa untuk konsep ini, menunjukan  bahwa  sebagian  besar menjelaskan  pada  tipe  1,  yaitu  siswa menggambarkan    dengan  benar  jumlah dan  jenis  tiap  molekul  NH 3 yang terbentuk  serta  pereaksi  berlebih    yang tersisa (N 2 ) seperti yang ditunjukan pada Gambar 11 .
Gambar 11. Deskripsi Jawaban Diagram Submikroskopik Reaksi N 2 dan H 2 Siswa pada Tipe 1 Ini  menunjukkan  bahwa  siswa memiliki  pemahaman  bahwa  dalam suatu  reaksi  kimia  biasa,  massa  atau jumlah  zat-zat  sebelum  dan  sesudah reaksi  adalah  sama.  Hal  ini  ditunjukkan dengan jawaban siswa yang menggambarkan dengan benar 6 molekul  NH 3 yang  terbentuk  serta adanya    pereaksi  N 2 yang  tersisa  (6NH 3 +  N 2 ).  Siswa  memahami  bahwa  jumlah zat  yang  bereaksi  dan  jumlah  zat  hasil reaksi  adalah  sama  sehingga  mereka dapat  menggambarkan  dengan  benar jenis dan jumlah molekul yang terbentuk pada keadaan akhir reaksi.
Selanjutnya,  sebagian  kecil  siswa (13,33%) menjelaskan pada tipe 2, yaitu menggambarkan    dengan  benar  jumlah dan  jenis  tiap  molekul  NH 3 yang
terbentuk  namun  tidak  menggambarkan pereaksi  berlebih  yang  tersisa  (N 2 ) seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar 12.
Gambar 12. Deskripsi Jawaban Diagram Submikroskopik Reaksi N 2 dan H 2
Siswa pada Tipe 2
Berdasarkan gambar diagram submikroskopisnya  menunjukkan  ada zat  yang  hilang  setelah  keadaan  akhir reaksi yaitu 1 molekul N 2 . Siswa belum memahami dengan baik hukum konservasi  materi  dalam  suatu  reaksi kimia pada level submikroskopik.
Mereka  hanya  mampu  memprediksi jumlah  molekul  hasil  reaksi  namun mengabaikan  hukum  konservasi  massa dalam suatu reaksi kimia.
Ada  miskonsepsi  yang  ditemukan pada  jawaban  siswa  pada  tipe  3.
Berdasarkan gambar diagram submikroskopisnya (Gambar
13),
menunjukkan  terbentuknya  2  molekul ammonia  (NH 3 ),  siswa  mengalami miskonsepsi dengan menganggap jumlah  molekul  NH 3 yang  terbentuk sama  dengan  jumlah  koefisien  dalam persamaan reaksi simboliknya (2NH 3 ).
Gambar 13. Deskripsi Jawaban Diagram
Submikroskopik Reaksi N 2 dan H 2 Siswa pada Tipe 3 Sebanyak 16,67% siswa menjelaskan pada tipe 4 dengan menggambarkan  jumlah  molekul  NH 3 yang  terbentuk  sebanyak  8  molekul
(Gambar 14). Siswa mengalami miskonsepsi dengan menganggap nitrogen  sebagai  pereaksi  pembatasnya, sehingga berdasarkan diagram submikroskopik yang
mereka gambarkan,  semua  molekul  nitrogen (6  molekul)  habis  bereaksi  menjadi  8 molekul  amonia.  Miskonsepsi  siswa  ini disebabkan  karena  siswa  menganggap jumlah  molekul  yang  terkecil  dalam pereaksi (molekul N 2 ) merupakan pereaksi pembatas.
Gambar 14. Deskripsi Jawaban Diagram Submikroskopik Reaksi N 2 dan H 2
Siswa pada Tipe 4
Sisanya,  sebanyak  3,33%  siswa menjawab  pada  tipe  5  dan  6,67%  tidak dapat  menjawab.  Pada  jawaban  tipe  5,
secara konsisten siswa mengalami
miskonsepsi  dengan  menggambarkan terbentunya  molekul  agregat  (NH 6 ) (Gambar  15)  seperti  yang  ditemukan pada  tipe  jawaban  konsep  persamaan kimia.
Gambar 15. Deskripsi Jawaban Diagram Submikroskopik Reaksi N 2 dan H 2
Siswa pada Tipe 5 Pemahaman tentang konsep: “Persamaan reaksi kimia setara menunjukan perbandingan koefisien jumlah  atom  atau  molekul  pereaksi  dan hasil  reaksi,  dengan  demikian  pereaksi yang  bersisa  pada  akhir  reaksi  tidak dilibatkan dalam persamaan reaksi”
Pemahaman  siswa  pada  konsep ini  digali  dengan  pertanyaan  yang menuntut siswa untuk menuliskan persamaan  reaksi  kimia  setara  dengan perbandingan  koefisien  yang  sederhana berdasarkan  diagram  submikroskopik yang telah mereka digambarkan berdasarkan  diagram  submikroskopik (Gambar  9). Hasil jawaban siswa dapat dikelompokan  menjadi  4  tipe  jawaban. Sebaran  jawaban  siswa  pada  konsep penentuan persamaan reaksi kimia setara berdasarkan penggambaran diagram submikroskopik  dapat  disajikan  dalam Grafik 16 berikut ini.
Gambar 16. Grafik sebaran jawaban siswa pada konsep penentuan persamaan
reaksi kimia setara berdasarkan
penggambaran diagram submikroskopik
Selanjutnya tipe jawaban siswa ini di cocokkan dengan diagram submikroskopik  yang  telah  mereka gambarkan. Tabel 1 berikut menunjukkan sebaran jawaban persamaan  reaksi  berdasarkan  diagram submikroskopik yang digambarkan. Tabel  1.  Sebaran  Jawaban  Persamaan Reaksi Berdasarkan Biagram Submikroskopik yang Digambarkan
Diagram Sub mikroskopik
Siswa
Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 Tipe 5 % Jawaban pada Persamaan Reaksi Tipe 1 (2N 2 (g) + 3
H 2 (g)  2 NH 3 )
20% 10% 3,33 % 10% 3,33 %
% Jawaban pada Persamaan
Reaksi Tipe 2
(4N 2 (g) + 9 H 2 (g)  6 NH 3 + N 2 ) 30% - - - - % Jawaban pada
Persamaan
Reaksi Tipe 3 (Persamaan Reaksi Tidak Setara) - - - 3,33 % -
Hasil  tes  diagnostik  pemahaman konsep siswa untuk konsep ini, menunjukan  bahwa  hampir  separuhnya menjelaskan  pada  tipe  1,  yaitu  siswa menuliskan  persamaan  reaksi  setara secara tepat dengan perbandingan koefisien  yang  sederhana  (2N 2 (g)  + 3H 2 (g)  2NH 3 ). Namun  ada  temuan yang  menarik disini bahwa dari 46,67%
yang  menjawab  pada  tipe  1  hanya  ada 20% siswa yang mampu menggambarkan diagram submikroskopik  dengan  benar  (diagram tipe 1). Gambar 17 menunjukan deskripsi  jawaban  persamaan  reaksi siswa  yang  dapat  menggambarkan diagram submikroskopik dengan benar.
Gambar 17. Deskripsi jawaban persamaan reaksi tipe 1 yang dapat menggambarkan diagram
submikroskopik dengan benar Berdasarkan jawaban tersebut siswa berhasil
menginterpretasi gambaran  submikroskopiknya  kedalam bentuk  persamaan  reaksi  setara  dengan perbandingan  koefisien  yang  sederhana dengan  tanpa  menyertakan  pereaksi bersisa  di  akhir  jawabannya.  Artinya siswa  benar-benar  memahami  bahwa persamaan reaksi kimia setara menunjukan perbandingan koefisien jumlah  atom  atau  molekul  pereaksi  dan hasil  reaksi,  dengan  demikian  pereaksi
yang  bersisa  pada  akhir  reaksi  tidak dilibatkan  dalam  persamaan  reaksi.  Jadi 20%  siswa  tersebut  dapat  dikategorikan kedalam siswa yang paham konsep.
10%  dari  46,67%  yang  menjawab persamaan reaksi pada tipe 1 menggambarkan diagram submikroskopik  tipe  2,  Gambar  18 berikut menunjukkan deskripsi
jawabannya.
Gambar 18. Deskripsi jawaban persamaan reaksi siswa tipe 1 menggambarkan diagram submikroskopik tipe 2 Berdasarkan jawaban tersebut siswa berhasil menginterpretasi gambaran  submikroskopiknya  kedalam bentuk  persamaan  reaksi  setara  dengan perbandingan  koefisien  yang  sederhana, namun  pemahaman  mereka  belum  utuh karena  belum  memahami  berlakunya hukum  konservasi  massa.  Jadi  10% siswa  tersebut  dapat  dikategorikan kedalam  siswa  yang  paham  sebagian konsep.
Sedangkan  sisanya  16,67%  dari 46,67 % siswa yang menjawab persamaan reaksi pada tipe 1, menggambarkan diagram
submikroskopik  pada  tipe  3,  tipe  4,  dan 5  mengalami  miskonsepsi  pada  level submikroskopik, namun berhasil menuliskan  persamaan  reaksi  setara
dengan tepat. Setelah dilakukan
wawancara  terhadap  beberapa  siswa yang menjawab tipe ini, ternyata mereka berhasil menyelesaikan menuliskan persamaan  reaksi  setara  dengan  cara coba-coba (trial and error )
menyamakan  jumlah  atom  yang  ada  di pereaksi dan hasil reaksi. Dapat disimpulkan siswa yang menjawab pada tipe  ini  termasuk  dalam  kategori  paham sebagian konsep dengan spesifik miskonsepsi.
Berdasarkan  penjelasan  tersebut, ada  indikasi  yang  menunjukan  bahwa kemampuan  siswa  untuk  memahami level  submikroskopik  tidak  bergantung pada  kemampuannya  dalam  menuliskan persamaan reaksi setara.
Selanjutnya,  berdasarkan  sebaran hasil  jawaban  hampir  separuhnya  siswa (30,00%)  menunjukan  persamaan  reaksi pada  tipe  2,  yaitu  siswa  menuliskan persamaan  reaksi dengan  perbandingan koefisien  yang  sama  dengan    diagram yang  digambarkan  dan  menyertakan pereaksi  berlebih  pada  hasil  reaksi (4N 2 (g)  +  9H 2 (g)  6NH 3 +  N 2 ).  Dari 30,00% siswa yang menjawab
persamaan  reaksi  tipe  2  ini,  semuanya menggambarkan diagram
submikroskopik  dengan  benar  (diagram tipe  1).  Terdapat  miskonsepsi  pada jawaban  siswa  dengan  menuliskan pereaksi  berlebih  (N 2 )  sebagai  hasil reaksi  pada  persamaan  reaksi  tipe  2.
Pada  jawaban  tipe  2  ini  menunjukan bahwa  siswa  menenjemahkan  diagram secara  langsung  dengan  menuliskan semua  komponen  yang  ada  di  diagram submikroskopik kedalam  persamaan reaksi  simbolik  .  Siswa  menggunakan “ surface  features ”  yang  ada  pada diagram  untuk  menjawab  pertanyaan daripada menggunakan pemahaman konsep  yang  mendasarinya.  Hal  ini memperkuat dugaan bahwa kemampuan siswa untuk memahami level submikroskopik  tidak  bergantung  pada kemampuannya dalam menuliskan persamaan reaksi setara. Dapat disimpulkan siswa yang menjawab pada tipe  ini  termasuk  dalam  kategori  paham sebagian konsep dengan spesifik miskonsepsi. Sebanyak 6,67% siswa menunjukan  persamaan  reaksi  pada  tipe
3  (N 2 (g)  +  9H 2 (g)  8NH 3 ),  3,33% diantaranya secara konsisten menuliskan persamaan reaksi sesuai yang digambarkan pada diagram
submikroskopik pada tipe 4, yaitu siswa tersebut mengalami miskonsepsi dengan menuliskan  persamaan    reaksi  dengan menganggap    nitogen  habis  bereaksi. Sedangkan  3,33%  tidak  memberikan respon jawaban persamaan reaksi. Dapat disimpulkan siswa yang menjawab pada tipe  ini  termasuk  dalam  kategori miskonsepsi.
Sisanya  sebanyak  16,67  %  siswa menunjukan  respon  jawaban  salah  yang tidak  dapat  dikategorikan.  Berdasarkan hasil  jawaban  pada  penggambaran submikroskopiknya,  semuanya  tidak dapat menggambarkan diagram submikroskopik  dengan  tepat.  Dapat
disimpulkan siswa yang menjawab pada tipe  ini  termasuk  dalam  kategori  tidak paham konsep.
Pemahaman tentang konsep:
“Jumlah  molekul  zat  hasil  reaksi  yang dihasilkan  pada  akhir  reaksi  tergantung pada  jumlah  dan  perbandingan  pereaksi yang tersedia”.
Pemahaman  konsep  siswa  pada penentuan  jumlah  molekul  zat  hasil reaksi yang dihasilkan pada akhir reaksi berdasarkan perbandingan pereaksi yang tersedia  digali  dengan  pertanyaan  yang menuntut  siswa  untuk  menentukan jumlah  maksimum  molekul  ammonia yang  terbentuk  berdasarkan  diagram submikroskopik (Gambar 9)  yang telah digambarkan.
Hasil jawaban siswa dapat dikelompokan  menjadi  3  tipe  jawaban.
Sebaran  jawaban  siswa  pada  konsep penentuan  jumlah  molekul  zat  hasil reaksi yang dihasilkan pada akhir reaksi berdasarkan perbandingan pereaksi yang tersedia  dapat  disajikan  dalam  gambar 19 di bawah ini :
Gambar 19. Grafik sebaran jawaban siswa pada penentuan jumlah molekul zat hasil reaksi yang dihasilkan pada akhir reaksi berdasarkan perbandingan pereaksi yang tersedia Selanjutnya  tipe  jawaban  siswa ini  di  cocokkan  dengan  diagram submikroskopik  yang  telah  mereka gambarkan.
Tabel 2 berikut menunjukkan  sebaran  jawaban  siswa berdasarkan  diagram  submikroskopik yang digambarkan.
Tabel  2.  Sebaran  Jawaban  Penentuan Jumlah  Molekul  Zat  Hasil  Reaksi Berdasarkan  Diagram  Submikroskopik yang Digambarkan
Diagram Submikros-
kopik Siswa Tipe 1 Tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 Tipe 5 (%) Jawaban Jumlah Molekul tipe 1 (6 molekul) 53,3 3% 13,3 3% - - - (%) Jawaban Jumlah Molekul tipe 2 (8 molekul) - - - 16,6 7% - (%) Jawaban Jumlah Molekul Tipe 3 - - 6,67 % - 3,33 %
Hasil  tes  diagnostik  pemahaman konsep siswa untuk konsep ini, menunjukan  bahwa  sebagian  besar (66,67  %)  menjawab  pada  tipe  1,  yaitu siswa  menjawab  dengan  tepat  jumlah maksimal  molekul  NH 3 yang  terbentuk sebanyak  6  molekul . Berdasarkan  table 4.10, dari 66,67% siswa yang menjawab pada  tipe  1,  53,33%  diantaranya menggambarkan
diagram submikroskopik pada tipe 1 dan 13,33% diantaranya  mengambarkan  diagram submikroskopik  pada  tipe  2.  Jawaban siswa  tersebut  konsisten  dengan  apa yang telah mereka gambarkan.
Berdasarkan data tersebut, untuk menentukan  jumlah  molekul  zat  hasil reaksi yang dihasilkan pada akhir reaksi siswa  harus  memahami  dan  bisa meramalkan perbandingan pereaksi- pereaksi yang akan bereaksi membentuk hasil  reaksi.  Jadi,  meskipun  siswa  tidak memahami  konsep  konservasi  materi, siswa  masih  dapat  memprediksi  jumlah molekul zat hasil reaksi yang dihasilkan pada akhir reaksi. Berdasarkan deskripsi tersebut dapat disimpulkan bahwa 53,33%  siswa  termasuk  kategori  paham konsep  dan  13,33%  siswa  termasuk kategori paham sebagian konsep.
Selanjutnya,  sebagian  kecil  siswa (16,67%)  menjawab  pada  tipe  2,  yaitu siswa siswa menjawab jumlah maksimal molekul NH 3 yang terbentuk sebanyak 8 molekul.  Dari  16,67%  siswa  yang
menjawab  pada  tipe  2  ini,  semuanya menggambarkan diagram submikroskopik  pada  tipe  4.  Jawaban siswa  tersebut  konsisten  dengan  apa yang  telah  mereka  gambarkan.  Siswa mengalami miskonsepsi dengan menganggap  nitrogen  sebagai  pereaksi pembatasnya, sehingga berdasarkan diagram  submikroskopik  yang  mereka gambarkan,  semua  molekul  nitrogen  (6 molekul)  habis  bereaksi  menjadi  8 molekul ammonia. Misonsepsi siswa ini disebabkan  karena  siswa  menganggap jumlah  molekul  yang  terkecil  dalam pereaksi (N 2 ) merupakan pereaksi pembatas.  Dapat  disimpulkan  siswa yang  menjawab  pada  tipe  ini  termasuk dalam kategori miskonsepsi.
Sebanyak 10,00%
siswa menjawab  pada  tipe  3,    yaitu  siswa siswa  menjawab  jumlah  maksimal molekul NH 3 yang terbentuk sebanyak 2 molekul.  Dari  10,00%  siswa  yang menjawab  pada  tipe  2  ini,  6,67% diantaranya  konsisten  dengan  gambaran diagram submikroskopiknya pada tipe 3 dan  3,33%  menjawab  pada  tipe  5. Berdasarkan  jawaban  tersebut  siswa mengalami  miskonsepsi  karena  siswa menganggap  bahwa  koefisien  yang  ada pada persamaan reaksi setara menyatakan  jumlah  hasil  reaksi  yang terbentuk.  Dapat  disimpulkan  siswa yang  menjawab  pada  tipe  ini  termasuk dalam kategori miskonsepsi.
Sisanya  sebanyak  6,67  %  siswa  tidak dapat  menjawab  pertanyaan.  Siswa tersebut  tidak  memahami  fenomena reaksi kimia pada level submikroskopik.
Dapat disimpulkan siswa yang
menjawab  pada tipe  ini termasuk  dalam kategori tidak paham konsep. Pemahaman tentang konsep:
“Pereaksi pembatas merupakan pereaksi yang  habis  bereaksi  dalam  suatu  reaksi kimia”.
Pemahaman siswa pada konsep ini digali dengan pertanyaan yang menuntut siswa untuk menentukan pereaksi pembatas berdasarkan diagram
submikroskopik ( Gambar  9) yang telah digambarkan. Hasil jawaban siswa dapat dikelompokan  menjadi  2  tipe  jawaban. Sebaran  jawaban  siswa  pada  konsep penentuan  pereaksi  pembatas  dapat disajikan dalam gambar 20 di bawah ini:
Gambar 20. Grafik Sebaran Jawaban
Siswa pada Penentuan Pereaksi Pembatas Selanjutnya tipe jawaban siswa ini dicocokkan dengan diagram submikroskopik  yang  telah  mereka gambarkan. Tabel 3
berikut
menunjukkan  sebaran  jawaban  siswa berdasarkan  diagram  submikroskopik yang digambarkan.
Tabel  3.  sebaran  tipe  jawaban  siswa pada  penentuan  pereaksi  pembatas berdasarkan  diagram  submikroskopik yang digambarkan
Diagram Submikros- kopik Siswa Tipe
1 Tipe 2 Tipe 3 Tipe 4 Tipe 5 (%) Jawaban
Pereaksi Pembatas Tipe 1 40% 6,67 % - - - (%) Jawaban Pereaksi Pembatas
Tipe 2 13,33 % 6,67 % 6,67 % 16,67 % 3,33 %
Hasil  tes  diagnostik  pemahaman konsep siswa untuk konsep ini, menunjukan  hampir  separuhnya  (46,67 %)  menjawab  pada  tipe  1,  yaitu  siswa menjawab  hidrogen  sebagai  pereaksi pembatas . Berdasarkan    tabel  4.22,  dari
46,67 % siswa yang menjawab pada tipe
1,  40,00%  diantaranya  menggambarkan diagram submikroskopik pada tipe 1 dan 6,67% diantaranya mengambarkan
diagram  submikroskopik  pada  tipe  2. Dari hasil jawaban tersebut menunjukan bahwa untuk dapat menentukan pereaksi pembatas,  siswa  harus  bisa  memahami reaksi pada level submikroskopik secara benar, atau paling tidak bisa memprediksi  pereaksi  mana  yang  habis bereaksi  berdasarkan  jumlah  molekul pereaksi  yang  tersedia.  Berdasarkan
deskripsi  tersebut  dapat  disimpulkan bahwa  40,00%  siswa  termasuk  kategori paham konsep dan 6,67% siswa termasuk  kategori  paham  sebagian konsep.
Selanjutnya,  sebanyak  46,67% siswa menjawab pada tipe 2, yaitu siswa menjawab  nitrogen  sebagai  pereaksi pembatas . Berdasarkan    tabel  4.11,  dari 46,67 % siswa yang menjawab pada tipe 2,  20%  (13,33%  +  6,67%)  berhasil memprediksi  jumlah  maksimal  molekul ammonia yang terbentuk, namun mereka mengalami
miskonsepsi dengan menganggap  bahwa  pereaksi  yang memiliki koefisien terkecil adalah pereaksi pembatas. 20,00% siswa tersebut termasuk kategori paham sebagian konsep dengan spesifik
miskonsepsi. Sedangkan sisanya, 26,67%  (6,67%  +  16,67%  +  3,33%)
tidak  mampu  memprediksi  jumlah maksimal molekul ammonia yang terbentuk  dan  mengalami  miskonsepsi dengan  menganggap  bahwa  pereaksi yang  memiliki  koefisien  terkecil  adalah pereaksi pembatas. 26,67% siswa tersebut termasuk kategori miskonsepsi.
Sisanya  sebanyak  6,67  %  siswa tidak dapat menjawab pertanyaan. Siswa tersebut  tidak  memahami  fenomena reaksi kimia pada level submikroskopik.

## KESIMPULAN
Gambaran  level  submikroskopik menunjukan pemamahaman konsep
siswa  pada  materi  persamaan  kimia  dan stoikiometri. Tes diagnostik pemahaman konsep  dengan  menggunakan  diagram submikroskopik menunjukkan menunjukkan  bahwa  hanya  sebagian kecil siswa yang termasuk dalam tingkat paham  konsep.  Sedangkan  sisanya tersebar kedalam tingkat paham sebagian konsep, paham sebagian dengan spesifik
miskonsepsi, miskonsepsi  dan  tidak  paham  konsep. Tidak  dimilikinya  pemahaman  konsep secara utuh dan miskonsepsi pada siswa salah satunya disebabkan oleh lemahnya kemampuan  siswa  dalam  menafsirkan penjelasan dari bentuk simbolik kedalam bentuk  model  diagram  submikroskopik dan  sebaliknya  tanpa  pemahaman  yang tepat  dari  konsep  yang  mendasarinya, siswa tidak mampu untuk menerjemahkan suatu bentuk representasi kedalam bentuk yang lainnya (Wu, et al., 2001).

## DAFTAR PUSTAKA
Chittleborough,  G.,  and  D.  Treagust. 2008.  Correct  Interpretation  Of
Chemical Diagrams Requires Transforming  From  One  Level  Of Representation To Another. Research  in  Science  Education . 38(4) : 463–482.
Davidowitz, B., G. Chittleborough, and
E. Murray.  2010. Student-generated submicro diagrams: a useful tool for teaching  and  learning  chemical equations and stoichiometry. Chemistry Education: Research and Practice . 11 :154–164.
Dori and Hercovitz. 2003. Multidimensional Analysis for System  for  Qualitative  Problem: Symbol,  Macro,  Micro  and  Process
Aspect .  Journal  of  Research  in science teaching . 40(3): 278-302.
Gilbert, J.K. 2003. Chemical Education: Towards  Research-Based  Practice .
Kluwer Academic Publisher.USA
Morgil  and  Yoruk.  2006.  Cross-Age
Study  Of  The  Understanding  Of Some Concepts In Chemistry Subjects  In  Science  Curriculum . Journal of Turkish Science Education. 3(1) :15-27.
Suyono.  2009.  Model  Pembelajaran Kimia Berbasis Multipel Representasi  Dalam  Meningkatkan Penguasaan Konsep Kinetika  Kimia Dan  Keterampilan  Berfikir  Kritis
Siswa . Tesis . UNS, Surakarta.
Treagust,  D.,  G.  Chittleborough,  and  T. Mamiala.  2003.  The  Role  of submicroscopic
and symbolic representation in chemical Explanation. International  Journal of Science Education . 25 (11) :1353-
1368.
Wu,  H.-K.,  J.  S.  Krajcik,  and  E. Soloway. 2001. Promoting understanding of chemical representations:  Students’  use  of  a visualization  tool  in  the  classroom.
Journal  of  Research  in  Science Teaching . 38(7): 821-842