(1)
MODUL KIMIA XII IPA
BAB II
REDOKS DAN
(2)REAKSI REDOKS
elektrokimia yang melibatkan energi listrik dan kegunaannya dalam mencegah korosi dan dalam industriIndikator:
Menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi (ion elektron)
Menyetarakan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi (PBO)
Tujuan Pembelajaran:
1. Siswa dapat menyetarakan persamaan reaksi redoks
2. Siswa dapat menyelesaikan latihan soal penentuan bilangan oksidasi
3. Siswa dapatmenyetarakan persamaan reaksi redoks dengan cara bilangan Oksidasi (PBO) pada suasana asam
dan basa
4. Siswa dapat menyelesaikan latihan soal penyetaraan persamaan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi pada
suasana asam dan basa 5. Aktif dalam kerja kelompok
6. Menggunakan bahasa Indonesia yang baik dan benar 7. Melaporkan data atau informasi dengan benar
8. Melakukan tugas yang diberikan dengan penuh tanggung jawab 9. Berani berpendapat, bertanya, atau menjawab pertanyaan tanpa
ragu ragu
10. Kerjasama dengan semua orang tanpa membeda-bedakan 11. Mengutamakan kepentingan umum di atas kepentingan pribadi 12. Memberi perhatian kepada orang lain yang sakit/lemah
1. Konsep Reduksi – Oksidasi (Redoks)
(3)oksidasi teroksidasi akan mengalami kenaikan biloks dan yang tereduksi akan mengalami penurunan biloks.
Aturan penentuan bilangan oksidasi adalah :
a. Unsur murni atau senyawa beratom sejenis memiliki biloks = nol b. Atom H biloksnya = +1, kecuali pada senyawa hidrida seperti BaH2,
CaH2, NaH, biloks atom H = -1
c. Atom O biloksnya = -2, kecuali pada senyawa
o F2O → biloks O = +2
o Senyawa peroksida (H2O2, Na2O2, CaO2) → biloks O = -1
d. Atom logam memiliki biloks positif (+) sesuai dengan valensi logam tersebut
e. Jumlah total biloks seluruh atom dalam senyawa netral = nol f. Jumlah total biloks seluruh atom dalam ion = muatan ion
g. Jika dua jenis atom bersenyawa, atom yang memiliki keelektronegatifan lebih besar selalu mempunyai bilangan oksidasi negatif
2. Penyetaraan Reaksi Redoks
(4)5Fe+2 + MnO
4- → 5Fe3+ + Mn2+
Jumlah muatan kiri = +9, Jumlah muatan kanan = +17 Selisih muatan= +8 di ruas kiri(kiri < kanan)
5Fe+2 + MnO
4- + 8 H+ → 5Fe3+ + Mn2+
Jumlah H dan O di ruas kanan dan kiri tidak sama 5Fe+2 + MnO
4 + 8 H- → 5Fe+ 3+ + Mn2+ + 4H2O (reaksi
total)
2. Cara Setengah Reaksi
Untuk menyelesaikan persamaan redoks dengan cara setengah reaksi, maka langkah – langkah yang dilakukan adalah :
Tabel 1. Penyetaraan Reaksi Redoks dengan Cara Setengah Reaksi
Reaksi Suasana Asam Reaksi Suasana Basa
Tulis masing – masing reaksi reduksi
dan oksidasi Tulis masing – masing reaksi reduksidan oksidasi Setarakan jumlah elektron yang
terlibat Setarakan jumlah elektron yangterlibat Tambahkan satu molekul H2O pada
ruas yang kekurangan satu atom O Tambahkan dua molekul OH
- pada
ruas yang kekurangan satu atom O Tambahkan satu molekul H+ pada
ruas yang kekurangan satu atom H Tambahkan molekul yang kekurangan atom HH2O pada ruas Tulis reaksi yang sudah setara Tulis reaksi yang sudah setara
Contoh: Setarakan reaksi berikut ini H+
+2 +3
(5)1. ClO3- + S2O32- → Cl- + S4O62- (Suasana asam)
(6)Selesaikan persamaan reaksi redoks berikut dengan cara Perubahan Bilangan oksidasi dan Setengah reaksi!
A. Reaksi redoks dalam suasana asam
1) ClO3¯ + SO2 → SO42¯ + Cl¯ 2) H2S + NO3¯ → S8 + NO 3) MnO4¯ + H2S → Mn2+ + S8 4) Cu + SO42¯ → Cu2+ + SO2
5) MnO4¯ + CH3OH → CH3COOH + Mn2+ 6) Cr2O72¯ + Fe2+ → Cr3+ + Fe3+
7) HNO2 → NO + NO2
8) H2C2O4 + MnO4¯ → CO2 + Mn2+ 9) O2 + As → HAsO2 + H2O
10) NO2 → NO3¯ + NO
11) ClO4¯ + Cl¯ → ClO¯ + Cl2 12) H5IO6 + Cr → IO3¯ + Cr3+ 13) Fe + HCl → HFeCl4 + H2 14) NO3¯ + H2O2 → NO + O2 15) BrO3¯ + Fe2+ → Br¯ + Fe3+
16) Cr2O72¯ + C2H4O → CH3COOH + Cr3+ 17) MnO4¯ +C2H4O → CH3COOH + MnO2 18) Zn + NO3¯ → NH4+ + Zn2+
19) HBr + SO42¯ → SO2 + Br2 20) NO3¯ + I2 → IO3¯ + NO2
21) CuS + NO3¯ → NO + Cu2++ HSO4¯ B. Reaksi redoks dalam suasana basa
(7)7) Fe + NiO2 → Fe(OH)2 +Ni(OH)2
1. Manakah dari reaksi-reaksi berikut yang merupakan reaksi redoks? A. H+ + OH-
→
H5. Bilangan oksida Cl dari -1 sampai dengan +7. Ion atau molekul manakah di bawah ini yang tidak dapat mengalami reaksi disproporsionasi adalah..
A. Cl2 dan HClO4 D. HCl dan HClO2
(8)C. Cl- dan NaClO 4
6. Pada reaksi H2SO4 + HI H2S + I2 + H2O
1,5 mol asam sulfat dapat mengoksidasi hidrogen Iodida sebanyak ...
B. ion NO3- mengalami oksidasi
C. Fe sebagai reduktor
D. 1 mol NO3- = 4 mol ekuivalen
E. ion NH4+ sebagai oksidator
8. Logam Fe (Ar Fe = 56) jika dilarutkan di dalam asam dan
direaksikan dengan KMnO4 akan terjadi reaksi sebagai berikut: Fe2+ (aq) + MnO4-(aq) → Mn2+(aq) + Fe3+(aq)
Jika berat Fe yang dilarutkan 11,2 gram, maka volume KMnO4 0,1 M
yang dibutuhkan untuk reaksi tersebut adalah
A. 120 ml B. 160 ml C. 250 ml
D. 320 ml E. 400 ml
9. Pada reaksi redoks :aCr2O7-2(aq) + 14 H+(aq) + b Fe2+(aq) cCr3+(aq) +
7H2O(l) + d Fe3+(aq)
Nilai a, b, c, dan d berturut-turut dalam reaksi adalah ...
A. 1, 4, 2, 4 B. 1, 6, 2, 6 C. 2, 8, 2, 8 D. 2, 8, 4, 8 E. 3, 8, 6, 8
10.Bilangan oksidasi nitrogen tertinggi terdapat dalam senyawa ….
A.
NH4Cl B. N2H4 C. NaNO3Yang merupakan oksidator dan hasil oksidasi adalah ….
(9)D. CuS dan NO E. HNO3 dan S
13.KMnO4 dalam lingkungan basa dapat mengoksidasi Fe(OH)2
menurut persamaan; MnO
4-(aq) + aF(OH)2(s) + bH2O(l) MnO2(s) + cFe(OH)3(s) + dOH-(aq)
harga a, b, c dan d yang membuat reaksi di atas setara berturut-turut adalah ….. C. biloks Mn berubah dari -1 menjadi +4 D. biloks I berubah dari -1 menjadi 0 E. biloks H berubah dari +1 menjadi -1
(10)B. 0 menjadi +4 C. +3 menjadi +6 D. +6 menjadi +3 E. +6 menjadi _4
19. Yang bukan merupakan reaksi redoks adalah … A. (NH4)2Cr2O7 → N2 + 4H2O + Cr2O3
B. CuCO3 + H2SO4 → CuSO4 + H2O + CO2
C. H2S + 2H2O + 3Cl2 → SO2 + 6HCl
D. Mg + CuSO4 → MgSO4 + Cu
E. 3CH3CHOHCH3 + 2CrO3 → 3CH3COCH3 + 2Cr(OH)3
20. Reaksi berikut yang merupakan reaksi oksidasi reduksi adalah … A. Al3+ + 3OH- → Al(OH)
3 D. H+ + SO42- → H2SO4
B. Pb2+ + 2Br - → PbBr
2 E. H2 + Cl2 → 2HCl
C. HF + NH3 → NH4F
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, H., Penuntun Belajar Kimia TPB II; Elektro Kimia, Departemen Kimia FMIPA – ITB, Bandung, 1982
Brady, J.E., General Chemistry : Principles and Structure, 5th
(11)SEL ELEKTROKIMIA
I. Standar kompetensi
2. Memahami reaksi oksidasi reduksi dan sel elektrokimia serta penerapannya
dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari II. Kompetensi Dasar
2.1 Menerapkan konsep reaksi redoks dalam sistem elektrokimia yang melibatkan energi listrik dan kegunaannya dalam industri.
2.2 Mengamati reaksi redoks dalam sel elektrolisis dan menerapkan hukum Faraday.
2.3Menerapkan konsep reaksi redoks pada korosi dan cara mencegahnya
2.4Menghitung banyaknya pereaksi dan hasilreaksi dalam larutan elektrolit dari hasil titrasi redoks
III. Tujuan Pembelajaran
Mengembangkan sikap dan perilaku yang mandiri dalam menyetarakan reaksi
redoks dengan cara setengah reaksi (ion elektron)
Mengembangkan sikap dan perilaku mau bekerja keras, dan berdaya juang tinggi
menyetarakan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi (PBO)
Mengembangkan sikap dan perilaku yang mandiri, mau bekerja keras, dan berdaya juang tinggi dalam menyimpulkan ciri-ciri reaksi redoks yang berlangsung secara spontan melalui percobaan Mengutamakan musyawarah, menghormati dalam menggambarkan susunan
sel Volta atau sel Galvani dan menjelaskan fungsi tiap bagiannya Mengutamakan musyawarah dalam menjelaskan bagaimana energi listrik
dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel Volta
Mengembangkan sikap dan perilaku mau bekerja keras dalam menuliskan
(12) Mengembangkan keterbukaan, kelembutan hati dalam menghitung potensial sel
berdasarkan data potensial standar
Menjelaskan prinsip kerja sel Volta yang banyak digunakan dalam kehidupan
(baterai, aki dll)
Mengamati reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada reaksi elektrolisis melalui
percobaan
Mengembangkan sikap dan perilaku mau bekerja keras dalam menuliskan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada larutan atau cairan dengan elektroda aktif ataupun elektroda inert Mengembangkan sikap dan perilaku yang berdaya juang tinggi saat menjelaskan
faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi melalui percobaan
Mengembangkan sikap dan perilaku yang berdaya juang tinggi saat menjelaskan
beberapa cara untuk mencegah terjadinya korosi
Mengembangkan sikap dan perilaku mau bekerja keras dalam menerapkan konsep
hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis
Mengembangkan sikap dan perilaku yang berdaya juang tinggi saat menuliskan
reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian suatu logam Mengembangkan sikap dan perilaku mau bekerja keras
dalam menentukan
konsentrasi suatu zat dengan titrasi redoks
Mengembangkan sikap dan perilaku mau bekerja keras dalam menentukan
(13)(14)(15)1. SEL VOLTA 2.SEL ELEKTROLISA
Sel yang menghasilkan energi listrik Sel yang menggunakan energi listrik dari perubahan kimia/reaksi kimia untuk suatu perubahan kimia
KAPAN KNAP
Kutub + 1. KATODA ( tempat reduksi ) kutub Kutub - 2. ANODA ( tempat oksidasi ) kutub +
(16)Setiap zat/ logam memiliki harga potensial elektroda standart ( E0 )
tertentu Potensial Elektroda adalah suatu ukuran untuk menyatakan mudah tidaknya suatu zat/ unsur mengalami reduksi( itu sebabnya potensial elektroda disebut juga potensial reduksi ) yang diukur pada keadaan standart yaitu suhu 250C, konsentrasi ion 1 M dan tekanan gas 1 atm. Data E0dilihat
dalam tabel ini:
Jika E0 besar (bertanda +) : berarti mudah direduksi
Jika E0 kecil (bertanda -) : berarti mudah dioksidasi
Suatu sel menggunakan 2 elektroda dengan harga E0 yang berbeda,
(17)Sel Volta menghasilkan listrik karena ada beda potensial dari elektroda yang digunakan. Beda potensial dihitung Dengan rumus :
E0
sel = E0 reduksi
-E0 oksidasi
E sel (potensial suatu sel) dapat dihitung dengan rumus:
E sel = E0sel -
0,0592
n
log Qc
n : jumlah elektron yang terlibat
Qc : kuosien reaksi (perbandingan konsentrasi Produk dengan Pereaksi)
Sel Volta dapat dinyatakan dengan suatu diagram yang disebut
diagram (notasi) sel Volta. Anode selalu dinyatakan di sebelah kiri, sedangkan katode di sebelah kanan.
Anode(-) / Elektrolit pd Anode // Elektrolit pd Katode / Aktode(+)
Dua garis sejajar (||) yang memisahkan anode dan katode menyatakan jembatan garam. Beda potensial pada jembatan garam berharga nol.
Kegunaan jembatan garam adalah sebagai berikut.
1. Melengkapi rangkaian listrik (sirkuit). Dengan adanya jembatan garam ion dapat bergerak dari sel yang satu ke sel yang lain.
Harga potensial mutlak suatu elektrode tidak dapat diukur, maka diperlukan suatu elektrode yang dipakai sebagai standar, yaitu elektrode hidrogen, mempunyai potensial = 0,00 volt.
Berdasarkan eksperimen sebagai berikut: 1. Elektrode yang lebih mudah mengadakan reaksi reduksi dibandingkan dengan elektrode
H2, diberi harga potensial reduksi positif.
(18)2. Mengganti kation dan anion yang kekurangan dalam masing - masing sel
E° sel > 0 atau E° sel (+), reaksi berlangsung spontan.
E° sel < 0 atau E° sel (–), reaksi tidak
berlangsung.
Notasi sel Volta menyatakan bahwa di anode (kutub –) terjadi oksidasi Zn menjadi Zn2+, sedangkan di katode
(kutub +) terjadi reduksi ion Cu2+
menjadi Cu.
Diagram sel Voltanya:
Zn(s) | ZnSO4(aq) || CuSO4(aq) | Cu(s)
atau
Zn(s) | Zn(aq) || Cu (aq) | Cu(s)
Elektrode Zn dihubungkan dengan elektrode H2, besarnya potensial yang
(19)Contoh soal:
1. Hitunglah E°sel untuk reaksi: Zn / Zn2+ (a = 1) // Pb2+ (a = 1) / Pb Jawab: E°sel = E° Zn/Zn2+ + E° Pb2+/Pb
= – (– 0,76 V) + (– 0,13 V) = + 0,63 V
3. Beberapa Sel Volta dalam Kehidupan Sehari – hari: a. Baterai Kering (Sel Leclanche)
Sel Baterai ini terdiri dari anode Zn, katode batang grafit (C). Katode grafit bersifat inert dan diletakkan dalam elektrolit berbentuk pasta berisi
campuran batu kawi (MnO2) dan Salmiak (NH4Cl).
NH3 akan bergabung dengan Zn2+(aq)
reaksinya: Zn2+
(aq) + 4NH3(g)→ Zn(NH3)42+(aq)
Potensial sel Leclanche sebesar 1,5 volt, umur baterai ini cenderung pendek disebabkan produk ion dari reaksi redoks tidak dapat berdifusi dengan cepat meninggalkan elektrode. Jika pemakaian dihentikan, ion – ion ini akan
mempunyai kesempatan untuk meninggalkan elektrode, maka umur baterai naik.
b. Baterai Alkalin
Baterai ini bersifat basa karena menggunakan KOH menggantikan NH4Cl
dalam pasta. Potensial selnya sebesar 1,5 volt, baterai ini dapat bertahan lebih lama dan dapat menyuplai arus yang lebih besar
dibandingkan baterai kering seng – karbon.
Reaksi redoks pada sel tidak melibatkan ion
yang dapat berkumpul di permukaan elektrode sehingga
potensialnya konstan. Anode seng yang berpori memperluas permukaan anode sehingga memperbesar arus. Baterai ini digunakan pada peralatan yang memerlukan arus besar, misalnya: kamera, tape recorder, main
c. Baterai Merkuri
(20)dan Karbon, elektrolit KOH.
Reaksi redoks yang terjadi:
Anode: Zn(s) + 2OH-(aq) → ZnO(s) + H2O(l) +2e
Katode: HgO(s) + H2O(l) + 2 e → Hg(l) + 2 OH-(aq)
_________________________________________+ Sel: Zn(s) + HgO(s) → ZnO(s) + Hg(l)
Reaksi yang terjadi tidak melibatkan ion sehingga potensialnya konstan. Potensial sel yang dihasilkan 1,34 volt. Baterai ini digunakan pada jam tangan, kalkulator.
d. Baterai Perak Oksida
Sel dari baterai perak oksida terdiri dari anode Zn, katode Ag2O dengan elektrolit KOH.
Reaksi redoks yang terjadi:
Anode: Zn(s) + 2 OH-(aq) → Zn(OH)2(s)+ 2 e
Katode:Ag2O(s) + H2O(l)+ 2 e → 2 Ag(s) + 2 OH-(aq)
________________________________________+
Sel: Zn(s)+ Ag2O(s) + H2O(l) +2e → 2 Ag(s)+ Zn(OH)2(s)
Potensial sel baterai ini sekitar 1,5 volt dan dapat bertahan konstan
selama pemakaian, banyak digunakan untuk jam tangan, kamera, kalkulator.
e. Baterai Lithium-Tionil Klorida (Li/SOCl2)
Sel baterai ini terdiri dari anode Li, katode karbon, dimana tionil klorida tereduksi. Elektrolitnya adalah lithium aluminium tetraklorida (LiAlCl4) dalam
tionil klorida.
Reaksi redoks yang terjadi:
Anode: 4 Li(s) → 4 Li+(aq) + 4 e
Katode: 2 SOCl2(aq) + 4 e → SO2(g) + S(s) + 4 Cl-(aq)
______________________________________________+
Sel: 2 SOCl2(aq) + 4 Li(s) → SO2(g) + S(s) + 4 LiCl(aq)
f. Aki atau baterai Pb
Sel aki terdiri dari anode Pb, katode PbO2 dengan elektrolit H2SO4.
Anode dan katode yang berbentuk pelat menambah luas permukaan elektrode sehingga dapat memperbesar arus
(21)Anode: Pb(s) + SO2-4(aq) → PbSO4 (s) + 2e
Kat: PbO2(s) + 4H+(aq)+ SO2-4(aq)+2e → PbSO4 (s)+ 2H2O(l)
____________________________________________+
Sel: Pb(s) + PbO2(s) + 4H+(aq)+2SO2-4(aq)→ 2PbSO4 (s)+2H2O(l)
R. redoks pada aki mengakibatkan penurunan konsentrasi H2SO4
dan penumpukan produk PbSO4 pada permukaan pelat, karenanya potensial
aki menurun dan aki harus diisi ulang.Pengisian ulang aki dilakukan dengan melewatkan arus dengan arah berlawanan, artinya arus elektron dimasukkan melalui katode. Dengan demikian, reaksi dapat dibalik dan PbSO4 melarut
kembali menjadi Pb dan PbO2, proses ini disebut elektrolisis.
Reaksi redoks yang terjadi:
2PbSO4 (s) + 2 H2O(l) → Pb(s) + PbO2(s) + 4 H+(aq) + 2 SO2-4(aq)
Aki model baru menggunakan anode Pb – Ca, sehingga hanya sedikit air yang terelektrolisis dan tidak perlu menambah air aki.
g. Baterai Ni – Cd
Sel baterai ini terdiri dari anode Cd, katode logam NiO2 dengan elektrolit KOH.
Reaksi redoks yang terjadi:
Anode: Cd(s) + 2 OH-(aq) → Cd(OH)2(s) + 2 e
Katode: NiO2(s) + 2 H2O(l) → Ni(OH)2(s) + 2 OH-(aq)
______________________________________________+
Sel: NiO2(s) + 2 H2O(l) + Cd(s) → Ni(OH)2(s) + Cd(OH)2(s)
Baterai ini dilengkapi alat isi ulang, mempunyai potensial 1,4 volt. Sering digunakan pada kalkulator, fash fotografi, kamera digital, laptop.
h. Baterai NiMH (Nikel Metal Hidrida)
Sel dari baterai ini terdiri dari anode Ni(OH)2, katode paduan logam yang
menyerap hidrogen, Elektrolitnya KOH.
Reaksi redoks yang terjadi:
Anode: Ni(OH)2 + OH-(aq) → NiOOH + H2O +e
Katode: M(aq) + H2O(l)+ e → MH + OH-(aq)
_____________________________________+ Sel: Ni(OH)2 + M → NiOOH + MH
Baterai ini digunakan pada laptop,telepon seluler, kamera digital. Potensial yang dihasilkan 1,4 volt, dapat menyimpan 50% energi lebih banyak dari baterai Ni-Cd.
(22)Pada sel bahan bakar menggunakan bahan bakar biasa, campuran hidrogen dan oksigen atau campuran gas alam dengan oksigen. Di katode dialirkan gas oksigen melalui bahan berpori yang mengkatalisis reaksi, anode dialirkan gas hidrogen. Sel terdiri tabung kosong terbuat dari
karbon padat dan diisi katalis, elektrolit KOH.
1. Gambarkan sel volta sesuai dengan reaksi berikut :
Ni(s) + Cu(NO3)2(aq) → NiNO3(aq) + Cu(s) , Tulislah reaksi pada
katoda, anoda serta E0 sel dan diagram selnya.
2. Diketahui reaksi ½ sel berikut :Al3+
(aq) + 3e → Al(s) E0 = - 1,67 v
Cu2+
(aq) + 2e → Cu(s) E0 = +0,34 v
Tulislah notasi sel/ diagram sel dan harga potensial sel 3. Diketahui dua reaksi berikut :
Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu (s) E0 = 1,10 v
2Al(s) + 3 Cu2+(aq) → 2Al3+(aq) + 3 Cu (s) E0 = 2,0 v
a. Urutkan ketiga logam berdasarkan makin kuatnya daya pereduksi ? b. Harga potensial sel yang menggunakan elektroda Zn dan Al
(23)Pb / Pb 2+ 0,47 v -
-5. Seorang siswa mengukur tegangan elektroda logam diperoleh hasil sbb : Tegangan yang diperoleh pada rangkaian Al/Al3+ // Ni2+ / Ni, Eo = 1,41
volt dan tegangan yang diperoleh dari rangkaian Ni / Ni2+ // Br
2 / Br- Eo
= 1,32 volt. Tentukan tegangan yang diperoleh pada rangkaian Al/Al3+ //
Br2 / Br-. a. Selidikilah reaksi manakah dibawah ini yang dapat berlangsung ? (1) Mg2+
b. Tentukan manakah yang dapat melindungi logam besi dari korosi secara proteksi katodik ?
10. Diketahui potensial standart beberapa sel sebagai berikut : Li/Li+ // Zn2+ / Zn E0 = 2,24 volt
Sebuah gelas piala terbuat dari logam aluminium Data : Fe3+ + 3e → Fe2+ E0 = 0,77 v
(24)Fe/Fe2+ // Cu2+ / Cu E0 = 0,78 volt
Zn/Zn2+ // Cu2+ / Cu E0 = 1,10 volt,
Tentukan potensial standar sel berikut a. Li/Li+ // Cu2+ / Cu
b. Mg/Mg2+ // Fe2+ / Fe
c. Mg/ Mg2+ // Cu2+ / Cu
11. Bila harga potensial elektroda standart unsur sbb : Unsu
r
Cu2+/
Cu
Al3+/
Al
Mg2+/
Mg
Zn2+/
Zn
Sn4+/
Sn2+
Ag+/
Ag E0 0,34
-1,66 - 2,37 - 0,76 0,15 0,80
Hitunglah potensial sel volta berikut :
a. Zn(s) + 2 Ag+(aq) ( 2M ) Zn2+(aq) ( 1 M ) + 2Ag (s)
b. Mg(s) + Cu2+(aq) (0,1 M ) Mg2+(aq) (0,01 M) + Cu(s)
c. 2Al (s) + 3 Sn4+(aq) (0,08 M) 2 Al3+(aq) (0, 36 M) + 3 Sn2+(aq) (0,54 M)
12. Diketahui harga potensial standart sel berikut : A/A+ // C2+ / C E0 = 3,55 volt
B/B2+ // C2+ / C E0 = 0,98 volt
A/A+ // D2+ / D E0 = 2,47 volt
a. Susunlah A,B,C,D berdasarkan daya pereduksinya dimulai dari pereduksi paling kuat
b. Tentukan potensial standar sel dari D/D2+ // B2+ / B
KOROSI / PERKARATAN
Proses teroksidasinya logam oleh oksigen diudara (logam yang mudah
(25)logam seperti besi, cenderung mengalami kerusakan di alam. Hal itu ditandai dengan adanya bercak-bercak besi yang berwarna merah cokelat, yang umumnya disebut karat besi. Proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh reaksi kimia disebut korosi. Korosi logam ada yang berlangsung cepat ada yang berlangsung lambat. Ada logam yang tidak mengalami korosi sama sekali. Hal ini dapat dilihat pada kemampuan bereaksi (kereaktifan) logam tersebut dengan asam.
Daftar deret logam yang mengurutkan kereaktifan logam terhadap asam dinamakan deret Volta. Dalam deret volta, dari kiri ke kanan kereaktifan logam terhadap asam akan berkurang (semakin kecil),
Adanya debu karbon (C), hasil pembakaran batu bara dan kayu berpeluang besar menyebabkan terjadinya korosi. Baja yang merupakan campuran homogen besi – karbon (Fe + C) sangat rentan terhadap terjadinya korosi secara cepat.
Apabila karbon menempel pada besi atau baja besi maka yang terjadi sebagai berikut.
1. Logam besi akan berfungsi sebagai anode/-sebagai anode (–).
2. Karbon akan berfungsi sebagai katode /+ sebagai katode (+).
3. Gas oksigen yang terlarut dalam air akan berfungsi sebagai elektrolit O2 yang terlarut dalam air akan berfungsi sebagai elektrolit.
4. Pada proses korosi besi berlangsung sel elektrokimia seperti pada sel volta
Volta.
Korosi besi pada kondisi netral/basa:
Elektron yang dihasilkan mengalir ke bagian besi lainnya yang bertindak sebagai katode. Oksigen yang larut dalam air, akan tereduksi menjadi OH
-Reaksi yang terjadi:
Anode: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e Eo = + 0,44 volt
(26)____________________________________________________________+
Sel: ½ O2(g) + H2O(l) + Fe(s) → 2 OH-(aq) + Fe2+(aq) EoSel = + 0,841 volt
Ion Fe2+ dan OH- selanjutnya membentuk endapan Fe(OH)
2. Di udara , Fe(OH)2
tidak stabil dan membentuk Fe2O3. xH2O yang disebut dengan karat
Fe(OH)2 (s)
⃗
O2, H2O Fe2O3. x H2O(s)Korosi besi pada kondisi asam
Pada kondisi asam, reaksi yang terjadi pada anode sama dengan pada kondisi netral/basa, yakni reaksi oksidasi Fe menjadi ion Fe2+. Akan tetapi
oksigen tereduksi di katode menjadi H2O.
Anode: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2 e Eo = + 0,44 volt
Katode: O2(g) + 4H+(aq) + 4 e → 2 H2O(l) Eo = + 1,23 volt
Terdapat banyak ion H+ maka ada reaksi reduksi lain yang juga berlangsung,
yaitu pembentukan hidrogen.
Katode: 2 H+
(aq) + 2 e → H2 (g)
Pada katode terjadi 2 reaksi menyebabkan logam Fe banyak teroksidasi, maka korosi Fe pada kondisi asam lebih besar
Logam lain yang lebih reaktif akan menempatkan logam tersebut sebagai penyuplai elektron atau bertindak sebagai anode dalam sel elektrokimia korosi. Contoh: logam Mg (Eo = - 2,37 volt) untuk perlindungan logam Fe (Eo =
- 0,44 volt). Mg akan sebagai anode, Fe sebagai katode.
Reaksi yang terjadi:
Anode: Mg(s) → Mg2+(aq) + 2 e
Katode: ½ O2(g) + H2O(l) + 2 e → 2 OH-(aq) (kondisi netral/basa)
b. Menggunakan lapisan pelindung untuk mencegah kontak langsung dengan H2O dan O2
1. Pengecatan: Cat yang mengandung timbale dan Zink akan lebih baik, karena keduanya melindungi besi terhadap korosi.
Pencegahan Korosi:
a. Menggunakan perlindungan katode:
Reaksi korosi di anode: M → Mx++ x e
(27)2. Melumuri dengan oli/gemuk: diterapkan berbagai perkakas dan mesin.
3. Disalut dengan plastik: Plastik mencegah kontak dengan udara dan air.
4. Pelapisan dengan Timah: Lapisan timah hanya melindungi besi selama lapisan utuh, jika rusak maka timah mendorong/mempercepat korosi besi. Hal itu terjadi karena Eo Fe = - 0,44 v dan Eo Sn = - 0,14v, besi
yang dilapisi dengan timah akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai anode.
5. Pelapisan dengan Zink:
Zink dapat melindungi besi sekalipun lapisannya tidak utuh. Potensial elektrode besi lebih negatif daripada Zink, maka besi yang kontak dengan zink akan membentuk sel elektrokimia dengan besi sebagai katode, sehingga besi terlindungi dan zink mengalami oksidasi.
6. Pelapisan dengan Krom:
Besi atau baja dapat dilapisi dengan kromium untuk memberi lapisan pelindung yang mengkilap
SEL ELEKTROLISA
KNAP
(Sel yang menggunakan energi listrik untuk suatu perubahan kimia)
Gunanya : - mendapatkan logam murni - memurnikan logam
- menyepuh logam
KATODA ( - ) ANODA ( + )
( mereduksi ion +) ( mengoksidasi ion -)
2H+ + 2e → H
2 * Lihat elektrodanya dulu, bila
non inert
Ion logam selain alkali/alkali tanah (selain Pt , C , Au) Ion logam itu yang tereduksi : elektroda itu yang teroksidasi Ln+ + n e → L
(s)
Ion logam alkali/alkali tanah , sulit * Bila elektrodanya inert (Pt , C , Au)
(Bila ada air, maka air yang tereduksi) lihat ion negatifnya
(28)Logam itulah yang direduksi molekulnya :
Tulislah persamaan reaksi yang terjadi pada elektrolisa berikut :
a. elektrolisis larutan NaCl dengan elektroda C
Jawab:
b. Elektrolisis larutan HCl dengan elektroda Pt, reaksinya: 2HCl (aq) → 2H+ (aq) + 2Cl ￣(aq)
Anoda: 2Cl ￣(aq) → Cl2 (g) + 2e ￣(Oksidasi) Katoda: 2H+ (aq) + 2e →￣ H2 (g) (Reduksi)
—————————————————————————————— + R. Total: 2HCl (aq) → H2 (g) + Cl2 (g) (Redoks)
(29)___________________________________ Reaksi sel:
NaCl (aq)
_ e.Elektrolisis lelehan NaCl dengan elektroda C
NaCl(aq) → Na+ + Cl
Anoda: ...
Katoda: ...
___________________________________ Reaksi sel :
NaCl (l)
LATIHAN SOAL
Tuliskan reaksi sel pada elektrolisis senyawa berikut!
1. Elektrolisa larutan kalium nitrat dengan elektroda carbon 2. Elektrolisa barium hidroksida dengan elektroda platina 3. Elektrolisa larutan asam klorida dengan elektroda zeng
4. Elektrolisa lelehan natrium bromida dengan elektroda carbon
5. Elektrolisa larutan perak nitrat dengan katoda perak dan anoda tembaga. 6. Elektrolisa lelehan Al2O3 dengan elektroda grafit
7. Elektrolisa leburan MgCl2 dengan elektroda platina
8. elektrolisa larutan kalium yodida dengan elektroda carbon
9. Rancanglah suatu proses penyepuhan logam besi dengan logam tenbaga. 10. Elektrolisa larutan perak nitrat dengan katoda besi dan anoda perak.
Na+
(30)HUKUM FARADAY
Michael Faraday adalah tokoh yang mengamati hubungan banyaknya arus yang mengalir pada Sel dengan jumlah zat yang dihasilkan
Bunyi Hukum faraday I :
Banyaknya zat yang dihasilkan sebanding dengan jumlah arus yang mengalir
Arus 1F dialirkan akan dihasilkan 1grek zat (grek =gr eqivalen = mol x Ar/pbo) 1 F = 1 mol e = massa e x bil avogadro
= 1,6. 10-19 x 6,02. 1023
= 96500 coulomb satuan arus merupakan perkalian kuat arus dengan waktu
1 mol e = 96500 C C = i x t
1 C =
1
96500
mol
Bila arus sebesar i x t coulomb mengalir dihasilkan:
ixt
96500
mol
e =
ixt
96500
mol
massa = mol x ME gram (ME = massa eqivalen = Ar/PBO)
W =
i x t
96500
x
PBO
Ar
gram (31)1. Berapa gram Ni yang diendapkan pada elektrolisis larutan NiSO4 dengan arus listrik
24 125 C ? Jawab:
2. Bila arus 20 A dialirkan melalui leburan kriolit yang mengandung Al2O3 selama 50
menit, berapa gram Al yang terbentuk dan berapa liter gas O2 yang timbul jika
diukur pada keadaan standar (STP) ? Jawab:
HUKUM FARADAY II digunakan untuk rangkaian seri (lebih dari 1 sel)
Bunyi:
massa yang dihasilkan pada setiap sel sebanding dengan massa eqivalennya
(32)W Ag =
i xt
96500
x
Ar Ag
PBO
; W Ni =96500
i xt
x
Ar Ni
PBO
; W Cr =i x t
96500
x
Ar Cr
PBO
Maka: W Ag : WNi : WCr =
ArAg
pbo
:
Ar Ni
pbo
:
Ar Cr
pbo
ME Ag MENi ME Cr
WAg : W Ni : W Cr = ME Ag : ME Ni :
ME Cr
Contoh Soal:
Jika arus 1 F dialirkan ke dalam tiga larutan, yaitu CuSO4, AuCl3 dan AgNO3, maka
perbandingan massa Cu : Au : Ag sesuai dengan perbandingan massa ekivalennya,
Jawab:
Penerapan sel elektrolisis dalam industri dan lingkungan sekitar kita
1. Logam alkali tanah Magnesium paling banyak diproduksi dengan elektrolisisi lelehan garam kloridanya. Dalam industri , Mg dibuat dari air laut menurut proses Down.Reaksi kimia yang terjadi:
MgCl2(l) → Mg2+(l) + 2Cl-.(l)
Katode /- : Mg2+
(l) + 2 e → Mg.(l)
Anode/+ : 2 Cl
-(l) → Cl2(g) + 2 e
Reaksi Sel: Mg2+
(l) + 2 Cl-(l) → Mg(l) +Cl2(g)
(33)
3. Sel terdiri dari anode dan katode karbon. Al2O3 dilarutkan ke dalam lelehan kriolit
Pemisahan produk Na dan Cl2 penting sekali
(34)Perak, emas, platina, besi dan seng merupakan pengotor pada tembaga. Perak, platina dan emas mempunyai potensial lebih positif daripada tembaga. Dengan mengatur tegangan selama elektrolisis, ketiga logam itu tidak ikut larut. Ketiga logam tersebut akan terdapat pada lumpur anode. Besi dan seng, mempunyai potensial elektrode lebih negatif daripada tembaga, akan ikut larut. Akan tetapi ion-ionnya (Fe2+ dan Zn2+) lebih sukar diendapkan, tidak
ikut mengendap di katode.
LATIHAN SOAL SEL ELEKTROLISA
1. Gambarkan bagan sel elektrolisa untuk menyepuh besi dengan perak.Bila batang besi seluas 200 cm2 dialiri dengan arus 10 A, berapa lama waktu
yang diperlukan untuk mendapatkan lapisan setebal 0,5cm (massa jenis perak 7,86 g/ml)
2. Perhatikan gambar :
Elektrolisis NiCl2(aq)dengan
elektroda Pt
a. Tulis reaksi pada anoda
b. Jika NiCl2(aq) dielektrolisis dengan arus
sejumlah 8,8F (Ar Ni=59) Hitung pertambahan massa katoda.
3. Pada elektrolisis CuSO4(aq) dihasilkan 25,4 gr endapan Cu pada katoda,
Hitung volume gas H2 pada STP yang dibebaskan pada elektrolisis H2SO4(aq)
(35)a. Reaksi pada kutub negatif
c. Hitung volume gas pada elektroda 4
8. Perhatikan gambar :
a. bila arus yang mengalir 0,01 F, tentukan pH larutan di ruang katoda (-) ││ (+)
1. Tuliskan reaksi elektrolisis dari senyawa berikut:
CuSO4 NaCl (aq) H2SO4
5M
(36)a. larutan NaOH dengan elektrode Pt
2. Pada elektrolisis NiCl2(aq) dengan elektrode Pt, jika NiCl2(aq) dielektrolisis
dengan arus listrik sejumlah 8,8 Faraday (Ni = 59). Hitung massa zat yang terjadi di katode.
3. Gambar bagan sel elektrolisis untuk menyepuh besi dengan perak.Tuliskan reaksi yang terjadi pada masing-masing elektrode. Berapa waktu diperlukan untuk mengendapkan 100 mg perak, jika digunakan arus 1000 Ampere? (Ag = 108)
4. Jika listrik sebanyak 0,4 F dialirkan ke dalam larutan tembaga II sulfat dengan elektrode Pt,tentukan massa tembaga di katode dan volum gas yang terbentuk di anode (STP) Cu = 63,5
5. Satu liter larutan KI dielektrolisis sampai pH = 13, tentukan: a. Berapa faraday arus listrik yang digunakan?
b. Berapa gram yodin yang terbentuk di anode? I = 127 c. Berapa liter gas yang dihasilkan di katode (STP)
6. Hitung massa logam nikel yang mengandung di katode, jika elektrolisis NiSO4(aq) dengan arus 5 F
7. Pada elektrolisis CuSO4(aq) dihasilkan 25,4 gram endapan Cu pada katoda,
Hitung volum gas H2 pada STP yang dibebaskan pada elektrolisis
H2SO4(aq) encer dengan jumlah arus yang sama.
8. Berapa gram Ni yang diendapkan pada elektrolisis NiSO4(aq) jika
digunakan arus listrik 20000 C ?
9. Berapa waktu yang diperlukan untuk elektrolisis AgNO3(aq) menggunakan
arus listrik 0,1A agar diperoleh 0,1gram endapan Ag ?
10.Berapa waktu yang diperlukan untuk elektrolisis 10 mL AgNO3(aq) 0,01 M
menggunakan
arus listrik 0,1 A sampai elektrolisis terhenti karena semua perak telah mengendap ?
11. Jika campuran CuSO4(aq) dan NiSO4(aq) dielektrolisis sehingga dihasilkan 1 gr
endapan,
13.masing pasangan reaksi berikut aktivitasnya satu (a = 1). Masing-masing tentukan
(37)dihasilkan !
a. (i). Cu/Cu2+//Ag+/Ag atau (ii). Ag/Ag+//Cu2+ /Cu
b. (i). Cu/Cu2+//Pb2+/Pb atau (ii). Pb/Pb2+//Cu2+/Cu
c. (i). Pb/Pb2+//Ag+/Ag atau (ii). Ag/Ag+//Pb2+/Pb
d. (i). Zn/Zn2+//Ag+/Ag atau (ii). Ag/Ag+//Zn2+/Zn
14. Sel elektrokimia dengan jembatan garam K2SO4 menggunakan elektroda
Fe dalam
larutan FeSO4
dan elektroda Zn dalam larutan ZnSO4.
a. Tentukan manakah elektroda positip dan negatifnya? b. Tuliskan reaksi yang terjadi!
3. Logam Cu dan Zn dimasukkan ke dalam larutan yang mengandung ion- ion Cu2+
4. Diketahui potensial reduksi standar unsur halogen sebagai berikut:
F2 + 2e
→
2F- E0 = 2,87 volt Cl2 + 2e→
2Cl- E0 = 1,36 voltBr2 + 2e
→
2Br- E0 = 1,06 volt I2 + 2e→
2I- E0 = 0,54 voltBerdasarkan harga E0, reaksi berikut ini yang tidak berlangsung adalah
(38)Fe2+ + 2e
→
Fe E0 = -0,44 volt Dua set setengah sel yang beda potensialnyaterbesar adalah ….
A. Ag/Ag+// Mg2+/Mg B. Zn / Zn2+//Ag+/Ag C.Mg/Mg2+//Fe2+/ Fe
D. Fe / Fe2+ // Ag+/ Ag E. Mg / Mg2+// Ag+/ Ag
6. Dari data: E0 Cu2+/Cu = +0,34 volt
E0 Zn2+/Zn=-0,76 volt Pernyataan yang sesuai dalam keadaan standar....
A. Cu lebih mudah teroksidasi
B. Logam Zn lebih mudah mengendap dari pada logam Cu C. Dalam deret volta logam Zn terletak di sebelah kanan logam Cu
D. Logam Zn lebih mudah larut menjadi ion Zn2+
E. Bagan sel voltanya dapat ditulis dengan Cu/Cu2+//Zn2+/Zn
7. Bila dua buah logam tembaga dan seng dicelupkan ke dalam larutan asam sulfat 1 M, maka
….
A. Zn akan larut menghasilkan gas H2
B. Cu akan larut menghasilkan gas H2
C. Zn dan Cu tidak larut D. Zn dan Cu akan larut
E. Bila kedua logam dihubungkan dengan kawat, Cu akan larut
8. Serbuk Fe dan serbuk Pb dimasukkan ke dalam suatu larutan yang mengandung ion-ion Fe2+
dan Pb2+ dengan konsentrasi masing-masing 1 M. Dari data E0
Fe = -0,44 volt dan E0Pb = -0,13
10. Elektrolisis larutan KCl menggunakan elektroda karbon akan menghasilkan A. logam K di katoda D. gas H2 di katoda
B. gas O2 di anoda E. gas Cl2 di katoda
C. larutan basa di anoda
11. Pada reaksi elektrolisis larutan NiSO4 dengan elektroda Ag, reaksi yang terjadi pada anoda
adalah ….
A. Ni2+ + 2e
→
Ni B. Ag→
Ag+ + e C. Ni→
Ni2+ + 2eD. 2H2O + 2e
→
2 OH- + H2 E. 2H2O→
4H+ + O2 + 4e (39)B. 3Mn(s) +2In3+(aq) 2 In(s +3Mn2+(aq) E.2 I3+(aq) + 3Zn(s) 2 In(s) + 3Zn2+ (aq)
C. Mn2+
(aq) + 2 Ag(s) Mn(s) + 2 Ag+(aq)
13. Untuk menetralkan larutan yang terbentuk di Katode pada elektrolisis larutan Na2SO4 diperlukan 50 ml larutan HCl 0,2 M. Jumlah muatan listrik
yang
digunakan adalah ...
A. 0,01 F B. 0,02 F C. 0,05 F D. 0,10 F E. 0,20 F 14. Elektrolisis zat yang menghasilkan gas hydrogen pada anoda ialah
A. NH3 (l) B. KHSO4 (aq) C. Na2SO4(aq)
D. NaH(l) E. HCl(aq)
15. Arus listrik sebesar 10 ampere dialirkan selama 16 menit ke dalam larutan CuSO4 (Ar Cu =
63,5; S = 32; O = 16) dengan elektroda karbon. Massa tembaga yang dapat diendapkan di katoda adalah..
A. 1,58 gr B. 6,32 gr C. 2,39 gr D. 8,23 gr E. 3,16 gr
16. Arus listrik 10 ampere dialirkan ke dalam larutan CuSO4 selama 965 detik. Volume gas yang
dihasilkan di anoda (0 0C, 1 atm) adalah ….(Ar Cu = 63,5; O = 16; S = 32; 1 F = 96500
18. Larutan Zn(NO3)2 dielektrolisis dengan elektroda Pt dan diperoleh seng 13 gram. Volume
oksigen yang dihasilkan pada anoda (STP) adalah ….
A. 5,6 liter B. 2,24 liter C. 4,48 liter D.1,12liter E. 3,36 liter
19. Larutan NiSO4 dielektrolisis dengan elektroda karbon dan terbentuk endapan Ni sebanyak
1,475 gram (Ar Ni = 59) pada katoda. Volume gas yang dihasilkan di anoda jika diukur pada (P, T) di mana 30 gram gas NO volumenya 20 liter adalah …. (Ar N = 14; O = 16)
A. 75 mL B. 500 mL C. 125 mL D. 1000 mL E. 250 mL
20. Tindakan berikut dapat memperlambat korosi, kecuali …. A. mengecat permukaan logam
B. meminyaki permukaan logam C. melakukan galvanisasi pada logam
D. menghubungkan logam itu dengan logam lain yang sifat reduktornya lebih kuat E. meletakkan logam dalam larutan asam
21. Diketahui potensial elektroda standar (E0) unsure-unsur:
P2+ + 2e
→
P ; E0 = -2,37 volt Q2+ + 2e→
Q ; E0 = -1,66 voltR2+ + 2e
→
R ; E0 = -0,28 volt Fe2+ + 2e→
Fe ; E0 = -0,44 voltS2+ + 2e
→
S ; E0 = -0,13 volt T2+ + 2e→
T ; E0 = +0,34 voltUnsur logam yang memberikan perlindungan katodik paling baik terhadap besi A. P B. S C. Q D. T E. R
(40)A. (96500 x 20) gram D. (96500 x 108 x 20) gram B. (96500 x 108 x 200) gram E. (108/96500) x 20] gram C. (108/96500) x 1200] gram
23. Reaksi yang terjadi di anoda pada reaksi elektrolisis larutan NaCl dengan elektroda
platina adalah ...
A. 2H2O O2 +4H+ + 4e D. Na+ + e Na
B. H2O + 2e H2 + 2 OH- E. 2Cl- Cl2 + 2e
C. Pt Pt2+ + 2e
24. Seorang siswa melakukan percobaan : 1. Paku dimasukkan ke dalam larutan garam 2. Paku dimasukkan ke dalam minyak pelumas
3. Paku dililiti logam tembaga kemudian dimasukkan ke dalam air 4. Paku dililiti logam magnesium kemudian dimasukkan ke dalam air 5. Paku diletakkan sebagai anoda dan tembaga sebagai katoda dimasukkan ke dalam larutan tembaga sulfat kemudian dialiri arus listrik. Dari 5
percobaan yang dilakukan siswa, paku akan terlindungi dari perkaratan yaitu
pada percobaan ... (paku terbuat dari besi)
A. 1 dan 2 B. 1 dan 3 C. 2 dan 3 D. 2 dan 4 E. 3 dan 5
25. Gas Fluorin (Ar = 19) diperoleh dari elektrolisa leburan KHF2 sesuai
(41)Sel Volta Sel yang menghasilkan energi listrik dariperubahan kimia/reaksi kimia Sel Elektrolisis Sel yang menggunakan energi listrik untuk suatuperubahan kimia Katoda Terjadi reaksi reduksi
Anoda Terjadi reaksi oksidasi Potensial
Elektroda
suatu ukuran untuk menyatakan mudah tidaknya suatu zat/ unsur mengalami reduksi
Korosi Proses perusakan pada permukaan logam yang disebabkan oleh reaksi kimia
Michael Faraday tokoh yang mengamati hubungan banyaknya arus yang mengalir pada Sel dengan jumlah zat yang dihasilkan
VI. DAFTAR PUSTAKA
1. Petrucci, R.H.alih bahasa Suminar Achmadi(1999) Kimia dasar, prinsip dan Terapan Modrn. Edisi keempat. Jilid 2.
Jakarta:Erlangga
2. Achmad, H., Penuntun Belajar Kimia TPB II; Elektro Kimia, Departemen Kimia FMIPA – ITB, Bandung, 1982
3. Brady, J.E., General Chemistry : Principles and Structure, 5th edition, John Wiley and Sons, New York, 1990
4. Internet (www.e-dukasi.com), ( www.chem-is-try.net ), (www.google.co.id), dll
5. Forum Pendidikan Telkom, Internet (www.plasa.com/ksi), (www.brawijaya.ac.id
(42)Pada kegiatan ini akan dipelajari perubahan-perubahan yang terjadi pada elektrolisa larutan garam Natrium Sulfat dan Kalium Iodida 1. Alat dan Bahan:
1. Isi pipa U atau alat elektrolisis dengan 80 ml larutan Na2SO4 0,5
M yang telah ditambahkan 5 tetes indikator universil, sampai ¾ tinggi tabung. Masukkan setiap elektroda ke dalam pipa U/alat elektrolisis sehingga tercelup dan sambungkan kedua elektroda dengan baterei. Tentukan katode dan anodenya.
2. Biarkan reaksi elektrolisa berlangsung selama 5 menit, catat setiap perubahan yang terjadi. Setelah itu angkat kedua elektroda tersebut.
3. Ambil setiap larutan di katode dan anode dan masing-masing kedalam 2 buah tabung reaksi kira-kira sebanyak 2 mL dan beri label larutan dari Katoda K1 serta larutan dari Anoda A1 . Selanjutnya Larutan di katode dan anode tambahkan 2 tetes indikator penolptalein. Catat perubahan warna yang terjadi. b. Elektrolisa larutan KI
1. Isi pipa U atau alat elektrolisis dengan 80 ml larutan KI 0,5 M sampai ¾ tinggi tabung. Kemudian lakukan elektrolisa selama 10 menit.
2. Ambil larutan di katode sebanyak 2 ml kemudian tambahkan 1 tetes indikator phenolftalen, sedangkan 2 ml larutan di anode tambahkan indikator amilum. Catat perubahan yang terjadi. 3. Pertanyaan:
(43)2. Zat apakah yang terjadi di anode dan katode sebagai hasil elektrolisa
Sumber arus sumber arus
││ ││
Anoda : .. ... Anoda : .. ...
Katoda : ... Katoda : ... ...
Reaksi Sel: ... ... Reaksi Sel:...
(- ) sumber arus (+)
a. Elektroda mana yang menghasilkan gas ? b. Elektroda mana yang massanya bertambah ?
c. Elektroda mana yang massanya berkurang ?
Na+
SO42- Zn2+
SO42-u
Ag2SO4(
aq) (aq)H2SO4
NaCl(l)
-C + +Ag
-C Ag
(44)PRAKTIKUM - REAKSI REDOKS Cara Kerja:
A. Masukkan logam Zn, serbuk Fe sebanyak ½ spatula ke dalam 2 buah tabung reaksi yang kering dan bersih. Masing-masing tambahkan 10 mL larutan CuSO4 0,1M, kocok tabung 3 menit.
Amati dan catat perubahan yang terjadi ! 1. Tuliskan persamaan reaksi dari percobaan! 2. Identifikasi mana oksidator - reduktornya ! 3. Buatlah kesimpulan dari percobaan dan Informasikan hasilnya pada kelompok
B. Masukkan serbuk Fe, serbuk Cu sebanyak ½ spatula ke dalam 2 buah tabung reaksi yang kering dan bersih. Masing-masing tambahkan 10 mL larutan ZnSO4 0,1M, kocok tabung 3 menit.
C. Masukkan serbuk Fe sebanyak 1/2 sendok spatula, satu logam Zn, serbuk Cu sebanyak 1/2 sendok spatula secukupnya ke dalam 3 buah tabung reaksi yang kering dan bersih. Masing-masing tambahkan 10 mL larutan NiSO4 0,1M, kocok tabung 3 menit.
D. Masukkan logam Cu, sebanyak ½ spatula ke dalam 1 buah tabung reaksi yang
kering dan bersih. Masing-masing tambahkan 10 mL larutan AgNO3 0,1M, kocok
(45)E. Dengan menggunakan pinset, ambil logam Na yang telah tersedia, simpan di atas kaca arloji, lalu masukkan ke dalam gelas kimia 250 mL yang berisi 100 mL air. Tambahkan 2 tetes larutan fenolftalein. Amati dan catat perubahan yang terjadi! Ulangi percobaan tersebut dengan menggunakan larutan HCl 0,1 M 100 mL sebagai pengganti air. Perhatian : Hati-hati Na jangan sampai terkena kulit.
1. Setarakan persamaan reaksi dari percobaan ini ! 2. Identifikasi mana oksidator - reduktornya !
3. Buatlah kesimpulan dari percobaan ini ! 4. Informasikan hasilnya pada kelompok
F. Masukkan 5 mL etanol 70 % ke dalam cawan porselin, lalu di bakar. Periksa gas CO2 yang terjadi dengan menggunakan
pengaduk yang telah dicelupkan ke dalam larutan Ca(OH)2. Amati
dan catat perubahan yang terjadi !
1. Setarakan persamaan reaksi dari percobaan yang dilakukan ! 2. Identifikasi mana oksidator dan reduktornya !
3. Buatlah kesimpulan dari percobaan ini ! 4.Informasikan hasilnya pada kelompok
G. Masukkan 1 spatula Ca(OCl)2 ke dalam gelas kimia 100 mL yang
berisi 50 mL air emudian di aduk, lalu teteskan beberapa tetes larutan HCl 0,1 M. Amati dan catat apa yang terjadi !
(46)3. Buatlah kesimpulan dari percobaan ini ! 4. Informasikan hasilnya pada kelompok
H. Masukkan 1 spatula (NH4)2Cr2O7 ke dalam cawan porselin kemudian
panaskan di
atas pembakar. Periksa uap yang terjadi dengan kertas lakmus merah yang sudah
dibasahi air dan dengan bara lidi ! Perhatian : Gunakan api kecil. 1. Tuliskan persamaan reaksi dari percobaan
2. Identifikasi mana oksidator - reduktornya ! 3. Buatlah kesimpulan dari percobaan ini ! 4. Informasikan hasilnya pada kelompok
I. Masukkan serbuk KClO3 sebanyak 2 spatula ke dalam tabung berpipa
samping, tambahkan 1/8 spatula MnO2, tutup mulut tabung dengan
sumbat gabus. Panaskan tabung tersebut hingga KClO3 dalam
tabung meleleh. Dekatkan lidi yang membara pada mulut tabung, amati dan catat perubahan yang terjadi !
(47)TABEL PENGAMATAN
Pereaksi Pengamatan Produk Persamaan Reaksi
Fe + CuSO4
H2O + Na
HCl + Na Na + C2H5OH
Ca(OCl)2 + HCl
(NH4)2Cr2O7
(48)PRAKTIKUM - SEL VOLTA
1. Masukkan 10 ml larutan ZnSO4 1 M ke dalam suatu gelas kimia
dan celupkan sepotong logam seng dalam gelas tersebut.
2. Masukkan 10 ml larutan CuSO4 1 M ke dalam suatu gelas kimia
dan celupkan sepotong logam tembaga dalam gelas tersebut 3. hubungkan kedua larutan tersebut dengan jembatan garam
(49)5. Pertanyaan:
1. Tulislah semua persamaan reaksi sel dari semua hasil pengamatan 2. Bandingkan data hasil hitungan tersebut dengan potensial sel menurut data.
PRAKTIKUM TITRASI YODOMETRI
Tujuan: menentukan kadar oksidator/reduktor dalam larutan Dasar Teori:
Seperti halnya penentuan kadar asam/basa dalam larutan, kadar suatu oksidator/reduktor dalam suatu larutan dapat dilakukan dengan cara volumetri. Volumetri yang didasarkan pada reaksi redoks disebut Oksidimetri.
Langkah-langkah kerja pada titrasi ini sama seperti pada asidimetri/alkalimetri, yaitu meneteskan larutan standar ke dalam larutan pemeriksaan yang telah ditetesi sedikit indikator ( kecuali pada permanganometri tanpa indikator) sampai terjadi perubahan warna pada larutan.
Yodometri adalah penentuan kadar suatu zat (oksidator) dengan menggunakan larutan I- sebagai reduktor.
Reaksi: I2 + 2 Na2S2O3 → 2 NaI + Na2S4O6
Prinsip hitungan: grek oksidator = grek reduktor V1. N1 = V2 . N2
Pembuatan Larutan Amilum
1. Timbang 2 gr Yodium dan 10 mgr HgI2 sebagai pengawet
2. Amilum dibuat suspensi dengan beberapa mL air dingin sehingga membentuk pasta
3. Tuangkan ke dalam 1000 mL air mendidih, panaskan sampai bening
4. Kalau perlu disaring panas-panas dan masukkan kedalambotol tertutup
Keterangan
(50)Pembuatan Larutan Baku KIO3 (Larutan Baku Primer)
1. Timbang dengan teliti 3,5668 gr KIO3
2. Masukkan kedalam labu ukur 1 Lt dengan menambahkan aquadest sedikit demi sedikit
3. Kocok sampai larut
4. Tambahkan aquadest sampai tanda batas, kocok sampai homogen
Standarisasi Larutan Na2S2O3
1. Pipet 10 mL larutan KIO3 menggunakan pipet volumetri, masukkan
kedalam labu titrasi
2. Tambahkan 1 gram KI, setelah larut tambahkan 2 mL H2SO4 4 N
3. Titrasi dengan larutan Natrium Tiosulfat sampai warna kuning muda
4. Tambahkan 5 tetes larutan amilum, lanjutkan titrasi dengan Natrium Tiosulfat sampai warna biru hilang
5. Hitung normalitas yod Data Hasil Percobaan:
No Skala 1 Skala 2 Volume Na2S2O3
(mL)
1. 0 ... ...
2. ... ... ...
3. ... ... ...
Rata-rata volume Na2S2O3 ...
(51)PETUNJUK PRAKTIKUM
PERMANGANOMETRI
Analisa permanganometri berdasarkan pada reaksi oksidasi dan reduksi dengan menggunakan ion permanganat sebagai oksidator. Oksidasi dapat berlangsung dalam suasana asam, basa atau netral Dalam suasana asam reaksinya sebagai berikut:
MnO4- + 8 H+ + 5 e → Mn2+ + 4 H2O
Dalam suasana basa atau netral
MnO4- + 2 H2O + 3 e → Mn2+ + 4 OH
-Dalam praktek dipakai permanganometri dalam suasana asam karena daya oksidasinya lebih kuat sehingga reaksinya lebih cepat dan lebih sempurna dari pada suasana basa atau netral. Asam yang dipakai adalah asam sulfat 4 N
Perhitungan Ekivalensi
Pada reaksi redoks, satu grek zat yang sesuai dengan banyaknya elektron yang diikat/dilepaskan pada persamaan reaksinya
1. Kalium permanganat dalam suasana asam: pada reaksi tersebut diatas, 1 mol KMnO4 = 5 grek , Mr KMnO4 =
158,04
maka massa ekivalen = 158,04/5 = 31,61 gr
Dalam suasana basa/netral: 1 mol KMnO4 = 3 grek,
maka massa ekivalen = 158,04/3 gr
2. Cr2O7= + 14 H+ + 6 e → 2 Cr3+ + 7 H2O
1 mol K2Cr2O7 = 6 grek
Pembuatan Larutan KMnO4 0,1 N
KMnO4 adalah oksidator kuat, maka harus ditimbang diatas kaca arloji
atau botol timbang. Timbang 3,2 gr KMnO4 pada neraca teknis,
larutkan dalm 1 liter akuades didihkan 15 – 20 menit, kemudian didinginkan pada temperatur kamar. Lalu saring melalui glass Wool, filtrat ditampung dalam botol coklat yang sudah bersih dari lemak-lemak, tutup dengan tutup glass. Bila waktu disimpan terbentuk lagi endapan MnO2 maka harus disaring lagi. Mendidihkan air dulu
(52)ada dalam larutan, sehingga teroksidasi hasilnya reduksi MnO2.
Kemudian saring MnO2, dapat mereduksi KMnO4.
Standarisasi KMnO4 dengan Asam Oksalat
a. Pipet 10 mL larutan Asam Oksalat 0,1 N menggunakan pipet volumetri, masukkan kedalam labu titrasi
b. Tambahkan 6 mL Asam Sulfat 4 N, panaskan kira-kira 60oC.
c. Titrasi dengan larutan KMnO4 dari buret sehingga warna merah
muda,
catat volume larutan KMnO4 yang digunakan
d. Titrasi dilakukan sebanyak 3 kali Penetapan Kadar FeSO4. 7H2O
1. Ambil 10 mL larutan FeSO4 masukkan kedalam labu titrasi,
kemudian tambahkan 6 mL Asam Sulfat 4 N
2. Isi buret yang bersih dengan larutan KMnO4 sampai skala tertentu,
dan pembacaan skala pada batas permukaan
3. Panaskan larutan FeSO4 dan asam sulfat pada suhu ± 60oC (diatas
penangas)
4. Teteskan larutan KMnO4 dari buret sehingga terjadi perubahan
warna menjadi merah ungu yang tidak hilang lagi. 5. Catat volume larutan KMnO4 yang dipakai
6. Ulangi percobaan ini sehingga didapatkan 3 data volume
7. Hitung normalitas larutan FeSO4 berdasarkan rumus: V1 . N1 = V2 .
N2
LATIHAN SOAL YODOMETRI
1. Kedalam 15 mL larutan Kalium Klorit ditambahkan serbuk KI berlebih dan larutan asam sulfat. Kemudian Yod yang dihasilkan dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,15 N dengan indikator amilum.
Jika diperlukan 20 mL larutan Natrium tiosulfat untuk menitrasinya, Tentukan konsentrasi larutan Kalium Klorit tersebut?.
(53)3. Untuk menentukan rumus hidrat CuSO4. x H2O dilakukan percobaan
sebagai berikut, Sebanyak 1,0 gr kristal hidrat tersebut dilarutkan dalam air sehingga 100 mL. Sebanyak 20 mL dari larutan itu, setelah diasamkan dengan asam sulfat secukupnya, dicampur dengan 10 mL larutan KI 0,5 M. Campuran ini menghasilkan I2
menurut persamaan: Cu2+ + I- → CuI + I
2 Yd yang terbentuk
ternyata memerlukan 16 mL larutan Na2S2O3 0,1 N. Tentukanlah
nilai x dalam rumus tersebut?.
4. Penetapan kadar vitamin C dalam air jeruk. Asam askorbat (vitamin C, Mr = 176) adalah suatu zat pereduksi yang teroksidasi menurut persamaan:
C6H8O6 C6H6O6 + 2 H+ + 2e
Suatu sampel air jeruk sebanyak 200 mL diasamkan dengan asam sulfat dan ditambahkan 10 mL larutan I2 0,08 N. Setelah
reaksi berjalan lengkap, kelebihan I2 dititrasi dengan larutan Tio
0,01 N. Ternyata diperlukan 30 mL. Hitunglah berapa mgr asam askorbat per mL air jeruk tersebut?.
5. Untuk menentukan rumus kimia NaClOx. Maka 1 gr NaClOx
dilarutkan dalam air dan volum larutan dijadikan tepat 100 mL. Sebanyak 20 mL dari larutan itu, setelah diasamkan dengan asam sulfat seperlunya, dicampur dengan larutan KI berlebihan, I2 yang
terjadi kemudian dititrasi dengan larutan Tio 0,5 N 22,5 mL. Tentukan nilai x dalam NaClOx tersebut?.
6. Untuk menetapkan kadar klorin dalam suatu sampel kapur klorin. Sebanyak 0,1 gr kapur klorin CaOCl2 dilarutkan dalam air, kemudian
ditambahkan asam sulfat berlebihan. Gas klorin yang terbentuk dialirkan kedalam 20 mL larutan KI 0,5 M. Selanjutnya, iodin yang terebentuk dititer dengan larutan Tio 0,1 N. Tulislah semua reaksi yang terjadi dalam percobaan. Dan jika volum Na2S2O3 yang
terpakai sebanyak 15 mL, tentukan kadar (% massa) klorin dalam kapur klorin tersebut?.
7. Penetapan kadar CO dalam udara yang terpolusi. Kadar CO dalam udara yang terpolusi dapat ditentukan dengan mengalirkan sampel udara tersebut melalui I2O5 padat yang akan mengoksidasi CO
menjadi CO2. Selanjutnya I2 yang terbentuk dapat ditentukn dengan
(54)menghasilkan I2 yang memerlukan 20 mL Tio 0,1 N. Tentukan kadar
CO dalam ppm, dalam sampel udara tersebut. Reaksi: CO + I2O5 → CO2 + I2
ULANGAN HARIAN KIMIA REDOKS DAN ELEKTROKIMIA
Nama : ……….
Kelas/No : ………. Soal :
1. Jelaskan aliran elektron yang terjadi pada sel volta 2. Jelaskan contoh dan kegunaan sel volta dalam
kehidupan sehari-hari.
3. Pada deret Volta, jelaskan logam mana yang mudah teroksidasi dan logam yang sebelah mana yang mudah tereduksi. 4. Jika diketahui data sebagai berikut :
Fe2+ + 2e- Fe Eo = -0,44 V
Zn2+ + 2e- Zn Eo = -0,76 V
Pb2+ + 2e- Pb Eo = -0,13 V
Sn2+ + 2e- Sn Eo = -0,76 V
Jelaskan :
a. Logam mana yang paling mudah tereduksi
b. Tentukan notasi sel dari pasangan logam yang akan membentuk sel volta dengan potensial sel terendah.
(55)5. Tuliskan persamaan reaksi yang terjadi pada reduksi (H2O) di Katoda.
6. Jika dilakukan elektrolisis terhadap larutan FeCl3 ,
tentukanlah :
a. Reaksi yang terjadi di Katoda b. Reaksi yang terjadi di Anoda c. Persamaan reaksi total
d. Hasil dari elektrolisis di Katoda dan Anoda. 7. Pada elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektroda
karbon dan digunakan arus listrik sebesar 19300 Coulomb.
Tentukanlah Volume gas yang dihasilkan di anoda jika diukur pada STP (Ar H = 1, O = 16)
8. Berapa volume H2 dan O2 pada STP yang diperoleh
pada elektrolisis larutan NaNO3 , jika arus 1 ampere dialirkan
dalam waktu 1,5 jam.
9. Jelaskan kegunaan elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari. (minimal 3)
(56)