Redoks Dan Elektrokimia - e-Learning Sekolah Menengah Kejuruan

KIM/IND-IIBAGIAN PROYEK PENGEMBANGAN KURIKULUMDIREKTORAT PENDIDIKAN MENENGAH KEJURUANDIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAHDEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONALJAKARTA2004

KATA PENGANTARPendidikan Menengah Kejuruan sebagai penyedia tenaga kerja terampil tingkatmenengah dituntut harus mampu membekali tamatan dengan kualifikasi keahlian standarserta memiliki sikap dan prilaku yang sesuai dengan tuntutan dunia kerja. Sejalan dengan itumaka dilakukan berbagai perubahan mendasar di dalam penyelenggaraan pendidikankejuruan. Salah satu perubahan tersebut adalah penerapan Sistem Pendidikan dan PelatihanBerbasis Kompetensi.Dalam rangka mengimplementasikan kebijakan tersebut, maka dirancang kurikulumyang didasarkan pada jenis pekerjaan dan uraian pekerjaan yang dilakukan oleh seoranganalis dan teknisi kimia di dunia kerja. Berdasarkan hal itu disusun kompetensi yang harusdikuasai dan selanjutnya dijabarkan ke dalam deskripsi program pembelajaran dan materiajar yang diperlukan yang disusun ke dalam paket-paket pembelajaran berupa modul.Modul-modul yang disusun untuk tingkat II di SMK program keahlian KimiaAnalisis dan Kimia Industri berjumlah tujuh belas modul yang semuanya merupakan paketmateri ajar yang harus dikuasai peserta didik untuk memperoleh sertifikat sebagaiOperator. Judul-judul modul dapat dilihat pada peta bahan ajar yang dilampirkan padasetiap modul.BANDUNG, DESEMBER 2003TIM KONSULTAN KIMIAFPTK UPI

DAFTAR ISI MODULhalamanHALAMAN DEPAN (COVER1)HALAMAN DALAM (COVER 2)KATA PENGANTAR ............................................................................... iDAFTAR ISI ................................................................................................ iiPETA KEDUDUKAN MODUL ................................................................. ivPERISTILAHAN/GLOSARIUM..................................................................I. PENDAHULUANA. Deskripsi ......................................................................................... 1B. Prasyarat ......................................................................................... 2C. Petunjuk Penggunan Modul ............................................................ 2D. Tujuan Akhir .................................................................................... 3E. Kompetensi ..................................................................................... 5F. Cek Kemampuan ............................................................................ 5II. PEMBELAJARANA. Rencana Belajar Siswa ................................................................... 7B. Kegiatan Belajar1. Kegiatan Belajar 1a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 1......................................... 7b. Uraian Materi 1 .................................................................... 8c. Rangkuman 1 ...................................................................... 18d. Tugas 1 ............................................................................... 19e. Tes Formatif 1 ..................................................................... 20f. Kunci Jawaban Formatif 1 .................................................. 22g. Lembar Kerja 1 .................................................................... 152. Kegiatan Belajar 2a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 2 ........................................ 25b. Uraian Materi 2 .................................................................... 25c. Rangkuman 2 ...................................................................... 35

d. Tugas 2 ............................................................................... 38e. Tes Formatif 2 ..................................................................... 40f. Kunci Jawaban Formatif 2 ................................................... 36g. Lembar Kerja 2 .................................................................... 353. Kegiatan Belajar 3a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 3 ........................................ 41b. Uraian Materi 3.................................................................... 41c. Rangkuman 3 ...................................................................... 48d. Tugas 3 ............................................................................... 48e. Tes Formatif 3 ..................................................................... 40f. Kunci Jawaban Formatif 3 ................................................... 50g. Lembar Kerja 3 .................................................................... 53III EVALUASI ........................................................................................ 54Kunci Jawaban.................................................................................. 57IV PENUTUP ........................................................................................ 61DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 62

GlossaryReduksi : Penerimaan/ penangkapan elektron oleh suatu zatTurunnya bilangan oksidasi suatu zatOksidasi : Lepasnya elektron dari suatu zatNaiknya bilangan oksidasi suatu zatBilangan Oksidasi : Jumlah muatan suatu atom dalam molekul jika elektron-elektrondipindahkan sempurna, dalam arah ditunjukkan oleh perbedaan kelektronegatifan.Sel Volta : Sel yang menggunakan prinsip energi kimia diubah menjadi energi listrikAnoda : Kompartemen pada elektrolisis/ elektrokimia yang mengalami oksidasiKatoda : Kompartemen pada elektrolisis/ elektrokimia yang mengalami ReduksiElektrolisis : Peristiwa kimia sebagai akibat adanya arus listrik

I PENDAHULUANA. DeskripsiModul ini berjudul Redoks dan Elektrokimia. Materi pelajaran meliputi Reaksi reduksioksidasi dengan melibatkan oksigen, reaksi reduksi oksidasi dengan melibatkanelektron, bilangan oksidasi, penyetaraan persamaan reaksi redoks berdasarkan setengahreaksi dan perubahan bilangan oksidasi.Untuk mempermudah dan memperoleh pemahaman yang memadai dalam mempelajarimodul ini, disarankan anda terlebih dahulu mempelajari dan memahami modulsebelumnya seperti : (1) Modul struktur atom, (2) Sistem periodik, dan (3) Modul IkatankimiaBeberapa kemampuan (competencies) dan kinerja (performance) yang harus dicapaisetelah anda mempelajari modul ini adalah sebagai berikut :Kemampuan dan Kinerja yang harus dicapaiPengetahuan Keterampilan Sikap• Menjelaskan pengertianoksidasi dan reduksiyang melibatkanoksigen• Menganalisis reaksiredoks yang melibatkanoksigen• Menjelaskan pengertianoksidasi dan reduksidengan melibatkanelektron• Menganalisis reaksiredoks yang melibatkaneletron• Mengeksperimenkanreaksi redoks yangmelibatkan oksigen• Menghitung spesi yangterlibat dalam reaksiredoks yang melibatkanoksigen secarastoikiometri• Mengeksperimenkanreaksi redoks yangmelibatkan elektron• Menghitung spesi yangterlibat dalam reaksiredoks yang melibatkanelektron• Mau berpartisipasidalam menunjukkanreaksi redoks yangmelibatkan oksigendengan sungguhsungguh,cermat, danhati-hatiMau berpartisipasi dalammenunjukkan reaksiredoks yang melibatkanelektron dengan sungguhsungguh,cermat, dan hatihatio Menjelaskan caramenyetarakanpersamaan reaksiredokso Menerapkan konsepbilangan oksidasiuntuk menyetarakanreaksi redoks• Mengevaluasi caraoMenyetarakan reaksi redoksatas dasar eksperimen yangdilakukano Mau berpartispasi dalameksperimen yangmelibatkan reaksiredoks dengan sungguhsungguh,cermat, danhati-hati

penyetaraan reaksi redoksyang efektifB. PrasyaratUntuk menguasai secara optimal kemampuan yang dituntut dari Modul Redoks danElektrokimia ini, dipersyaratkan anda menguasai :(1) Modul struktur atom(2) Modul sistem periodik(3) Modul ikatan kimiaKemampuan khusus yang harus anda tekuni dan latih secara intensif dari modul-modulyang dipersyaratkan tersebut adalah :(1) Terampil menyetarakan persamaan reaksi bukan redoks(2) Terampil menyelesaikan konfigurasi elektronC. Petunjuk Penggunaan ModulModul ini dirancang sebagai bahan untuk melangsungkan pembelajaran maupun kerjamandiri. Untuk meningkatkan proses dan hasil belajar, maka pada bagian ini diberikanpanduan belajar bagi siswa dan panduan mengajar bagi guru.1. Panduan belajar bagi siswaa. Bacalah dengan cepat keseluruhan modul ini (skimming)b. Buatlah diagram yang berisikan materi utama yang dibicarakan dalam modul iniberikut aktifitas yang diminta. Beri kotak segi empat untuk setiap materi/konseputama yang dibicarakan. Tiap kotak diberi nomor urut untuk memudahkanpenelusuran isi konsepnya.c. Siapkan kertas kosong HVS berukuran 10 x 10 cm (lebih baik lagi kertas lipatberwarna yang banyak dijual di toko buku). Tuliskan nomor dan makna atau isikonsep sesuai yang tercantum dalam diagram.d. Pahami isi masing-masing konsep yang tertera pada diagram.e. Diskusikan dengan guru dan teman-teman tentang konsep-konsep yang belumanda difahami hingga mendapat kejelasanf. Jawablah semua soal-soal yang menguji penguasaan konsep, kemudian periksahasilnya dengan kunci jawaban yang disediakan. Pelajari kembali apabila

penguasaan kurang dari 80%. Ingat ! Kunci jawaban hanya di gunakan setelahanda mengerjakan soal, dan hanya digunakan untuk mengetahui pemahamannyata anda.g. Ikuti semua percobaan yang melibatkan reaksi redoks dengan seksama. Latihlahketerampilan-keterampilan dasarnya.2. Panduan Mengajar bagi Gurua. Sebelum pembelajaran dengan modul ini dilangsungkan, terlebih dahuludipersiapkan OHT (Overhead Transparencies) yang memuat strukturmateri/konsep utama dalam bentuk diagram. Transparansikan contoh-contohreaksi redoks yang melibatkan oksigen dan reaksi redoks yang melibatkanelektron; tabel aturan bilangan oksidasi, dan contoh penyetaraan reaksi redoks.b. Tugaskan pada kelompok siswa untuk membaca isi modul, dan diskusikan hal-halyang belum difahaminya.c. Kelompokan siswa menjadi beberapa kelompok, beri tugas untuk melakukanesperimen, dan bimbing dengan baik pelaksanaannya.d. Evaluasi kemampuan siswa dalam aspek kognitif, psikomotor, dan afektif yangdinyatakan dalam modul. Bagi siswa yang belum mencapai penguasaan minimal80% disuruh untuk mempelajari kembali secara mandiri di rumahnya. Penilaianpsikomotor dan afektif hendaknya menggunakan lembar observasi yangdicontohkan pada modul atau alternatif pengembangannya.D. Tujuan AkhirTujuan akhir yang harus dicapai setelah menyelesaikan modul ini tertuang pada tabelsebagai berikut :Kinerja yang diharapkan Kriteria keberhasilan Kondisi/variabel yangdiberikan• Konsep dasar reaksi • Peralatan dan bahanredoks yang melibatkan untuk memverifikasiTerampil (P) dan aktifoksigen dikuasai minimal reaksi redoks denganberpartisipasi (A) dalam80%melibatkan oksigenmenganalisis reaksi redoksyang melibatkan oksigen (K)• Menentukan reaksiTerampil (P) dan aktifberpartisipasi (A) dalammenganalisis reaksi redoksyang melibatkan elektron (K)redoks dengan tepat• Konsep dasar reaksiredoks yang melibatkanelektron dikuasai minimal80%• Menentukan reaksi• Peralatan dan bahanuntuk memverifikasireaksi redoks denganmelibatkan elektron

Terampil (P) dan aktifberpartisipasi (A) dalammenyetarakan reaksi redoks(K)Terampil (P) dan aktifberpartisipasi (A) dalammenuliskan diagram sel (K)K = KognitifP = PsikomotorA = Afektifredoks dengan tepat• Konsep dasarpenyetaraan reaksi redoksdikuasai minimal 80%• Menyetarakan reaksiredoks dengan benar• Konsep dasarelektrokimia• Peralatan dan bahanuntuk memverifikasipenyetaraan reaksi redoks• Peralatan selelektrokimiaE. KompetensiKompetensi yang akan dicapai dalam Modul ini mencakup aspek-aspek berikutMATA DIKLAT : Menganalisis bahan secara kualitatifKODE : HWAKTU : 20 JamSubKompetensiKriteria UnjukKerjaLingkupMateri Pokok PembelajaranBalajar Sikap Pengetahuan Keterampilan1 2 3 4 5 6H.4Menentu-kanreaksi redoks1. Menganalisisreaksiredoks yangmelibatkanoksigenReaksiredoksyangmelibatkan oksigenKritis dan telitidalammenentukanreaksi redoksyang melibatkanoksigenMenganalisisreaksi redoksMemverifikasiadanya reaksiredoks denganmelibatkanoksigen2. Menganalisisreaksiredoks yangmelibatkanelektron3. Menyetarakanpersamaanreaksi redoksberdasarkansetengahreaksidan perubahanbilanganoksidasiReaksiredoks yangmelibatkanelektronPenyetara-anreaksi redoksKritis dan telitidalammenentukanreaksi redoksyang melibatkanelektronCermat dan telitidalammenyetarakanpersamaan reaksiredoksMenganalisisreaksi redoksMenyetarkanreaksi redoksdengan lengkapMemverifikasiadanya reaksiredoks denganmelibatkaneletronMemverifikasistoikiometrireaksi redoksElektrokimiaCermat dan telitidalam membacadiagram selPrinsip KerjaSel Volta

F. Cek KemampuanBerikut ini merupakan lembar pengecekan kemampuan anda terhadap isi materi yangakan dicapai pada modul. Lembar isian tersebut harus dipandang sebagai alat evaluasidiri, olehkarena itu harus diisi dengan sejujurnya, dan apabila sebagian besarpertanyaanpengujian praktek pada guru.sudah anda kuasai, maka anda dapat mengerjakan soal atau mintaBerikan tanda cek (V) pada tingkat penguasaan sesuai yang andaNo.Aspek yang harus dikuasai1 Pemahan anda tentang reaksi oksidasi yangmelibatkan oksigen2 Pemahaman anda tentang reaksi reduksi yangmelibatkan oksigen3 Keterampilan anda dalam memverifikasi reaksireduksi oksidasi yang melibatkan oksigen4 Pemahaman anda tentang reaksi oksidasi yangmelibatkan elektron5 Pemahaman anda tentang reaksi reduksi yangmelibatkan eletron6 Keterampilan anda dalm memverifikasi reaksireduksi oksidasi yang melibatkan elektron7 Pemahaman anda tentang bilangan oksidasi8 Pemahaman anda tentang cara menyetarakanreaksi redoks berdasarkan cara setengah reaksi9 Pemahaman anda tentang cara menyetarakanreaksi redoks berdasarkan cara perubahan oksidasi10 Keterampilan anda dalam menyetarakanpersamaan reaksi redoks11 Keterampilan anda dalam memverifikasipenyetaraan reaksi redoks berdasarkan eksperimen12 Pemahaman anda tentang elektrokimia13 Pemahaman anda tentang menuliskan diagram sel14 Keterampilan anda dalam membaca diagram sel15 Pemahaman anda tentang elektrolisis16 Keterampilan anda dalam melakukan elektrolisisTingkat PenguasaanBaik Sedang Kurang

BAB IIPEMBELAJARANA. Rencana Belajar Peserta DiklatTabel berikut merupakan rambu-rambu rencana pembelajaran dengan menggunakanModul ini. Rambu-rambu ini bersifat fleksibel dan dapat dimodifikasi sesuai dengan kondisisekolah.Jenis Kegiatan Tanggal WaktuKBM-1TempatBelajarPerubahandan AlasanTandatanganGuru•Perkembangan ReaksiRedoks•Penyetaraanpersamaan reaksiredoksKBM-210 jam10 jam•Konsep elektrokimia•Proses elektrokimia4 jam20 jamKBM-3• Konsepelektrolisis• Proses elektrolisis10 jam20 jamB. Kegiatan BelajarTujuan Kegiatan Pembelajaran 1Setelah mempelajari uraian materi pada kegiatan belajar I ini, anda diharapkan dapat :1. Menjelaskan pengertian oksidasi dan reduksi yang melibatkan oksigen2. Menganalisis reaksi redoks yang melibatkan oksigen3. Menjelaskan pengertian oksidasi dan reduksi yang melibatkan elektron4. Menganalisis redoks yang melibatkan elektron5. Menjelaskan cara menyetarakan reaksi redoks6. Menyetarakan reaksi redoks

B. Uraian Materi 11. Perkembangan Reaksi Reduksi-OksidasiOksigen bereaksi dengan sebagian besar unsur-unsur untuk membentuk senyawasenyawaoksida. Dan sejak oksigen ditemukan, istilah oksigen selalu dihubungkan denganreaksi-reaksi antara unsur dengan oksigen. Contohnya Mg mudah bereaksi/bersenyawadengan oksigen. Hal ini disebabkan karena permukaan luar dari logam ini sangat mudahteroksidasi untuk membentuk lapisan magnesium oksida (MgO). Besi juga dapat teroksidasidengan perlahan-lahan di udara dan membentuk karat besi, yang tersusun menjadi Fe 2 O 3 ,juga telah diketahui sejak zaman logam bahwa zat ini kini disebut oksida besi yang dapatdiuraikan atau direduksi untuk menjadi logam bebas. Sehingga untuk mendapatkan kembalilogam dari oksidanya disebut sebagai reduksi.Dalam istilah modern, oksidasi dan reduksi memberikan pengertian yang khas,yang dapat kita lihat jika kita menganalisa apa yang terjadi ketika logam misalnya besidioksidasi dan oksidanya tereduksi. Oksida besi (Fe 2 O 3 ) merupakan senyawa ionik, yangterdiri dari Fe 3+ dan O 2- , jika besi bereaksi dengan oksigen. Persamaan reaksinya sebagaiberikut :4Fe (s) + 3O 2(g) → 2Fe 2 O 3(s)Mula-mula besi merupakan atom yang netral yang melepaskan elektron menjadiion Fe 3+ , ketika oksidanya direduksi untuk menghasilkan logam besi, reaksi yang sebaliknyaterjadi, sehingga ion Fe 3+ harus menangkap ewlektron untuk menjadi atom Fe. Prosesmelepaskan dan menangkap elektron yang terjadi dalam reaksi-reaksi yang sejenis, dikenalsebagai istilah oksidasi dan reduksi.Oksidasi adalah lepasnya elektron dari suatu zat.Reduksi adalah penerimaan/penangkapan elektron oleh suatu zat.Reaksi-reaksi yang melibatkan oksidasi dan reduksi disebut reaksi reduksioksidasisingkatnya reaksi redoks.Kini kita telah memiliki definisi, mari kita lihat suatu reaksi untuk menerapkanisitilah-istilah tersebut. Perhatikan reaksi di bawah ini :2Mg (s) + O 2(g) → 2MgO (s)Hasil reaksi (MgO) merupakan senyawa ionik dan mengandung ion Mg 2+ dan O 2- ,yang terbentuk dengan adanya perpindahan elektron dari Mg ke Oksigen. Kita bisamenganalisa perpindahan elektron ini dengan melihat penglepasan dan penangkapan

elektron oleh masing-masing atom secara terpisah. Jika kita menggunakan lambang e - untukmelambangkan sebuah elektron, penglepasan elektron dari Mg dapat kita tulis,Mg → Mg 2+ + 2e - (oksidasi)Perubahan ini dapat diidentifikasi sebagai proses oksidasi karena Mg kehilanganelektron.Untuk oksigen pada reaksi ini, dapat kita tulis,O 2 + 4e - → 2O 2- (reduksi)Kali ini perubahannya dinamakan reduksi karena oksigen menangkap elektron,sehingga dalam reaksi ini Mg teroksidasi dan oksigen tereduksi. Untuk reaksi ini dan reaksiredoks lainnya, keduanya terjadi secara serempak. Kita tidak akan pernah dapat menjumpaisuatu senyawa yang melepas elektron tanpa adanya senyawa lain yang menangkap elektronitu. Kita mengetahui hal ini sebab elektron-elektron tidak pernah ditemukan sebagaipereaksi atau hasil reaksi saja, ini juga mengharuskan bahwa jumlah total elektron yangditangkap persis sama dengan jumlah total elektron yang dilepaskan. Dalam reaksi Mgdengan O 2 , dua atom Mg melepaskan 4e - , sedangkan satu molekul O 2 menangkap 4e - .Dua istilah yang sering kita gunakan dalam membahas reaksi redoks adalah zatpengoksidasi dan zat pereduksi. Zat pengoksidasi adalah senyawa yang menangkapelektron dari senyawa yang teroksidasi, sehingga menyebabkan oksidasi berlangsung. Yaituapa yang dilakukan O 2 dalam reaksi antara Mg dan O 2 , O 2 menangkap elektron dari Mg danmenyebabkan Mg teroksidasi, sehingga O 2 adalah zat pengoksidasi. Perhatikan bahwa zatpengoksidasi (O 2 ) menjadi tereduksi dalam reaksi tersebut.Zat pereduksi adalah senyawa yang memberikan elektron kepada senyawa lain,yaitu yang tereduksi, sehingga menyebabkan reduksi berlangsung. Yaitu apa yang Mglakukan jika Mg bereaksi dengan O 2 , Mg memberikan elektron pada O 2 dan menyebabkanO 2 tereduksi. Perhatikan bahwa zat pereduksi (Mg) teroksidasi.1. Bilangan OksidasiDefinisi reduksi dan oksidasi antara lain “penangkapan” dan “penglepasan”elektron yang diterapkan pada pembentukan senyawa ionik seperti MgO. Tetapi untuksenyawa seperti HF yang bersifat setengah kovalen dan setengah ionik, bilangan oksidasimerujuk pada jumlah muatan suatu atom dalam molekul jika elektron-elektron dipindahkansempurna, dalam arah yang ditunjukkan oleh perbedaan keelektronegatifan. Karena F lebihelektronegatif daripada H, maka F akan membawa satu muatan –1. Jika elektrondipindahkan sempurna, sehingga bilangan oksidasi F dalam HF adalah –1 dan bilangan

oksidasi H adalah +1. Jadi, dikatakan seolah-olah elektron dipindahkan sempurna dari atomyang kurang elektronegatif pada atom yang lebih elektronegatif.Dari penjelasan tadi, reaksi redoks dapat didefinisikan sebagai berikut :”suatuunsur dikatakan teroksidasi jika bilangan oksidasinya naik dalam suatu reaksi, dan suatuunsur dikatakan tereduksi jika bilangan oksidasinya turun dalam suatu reaksi”.Hidrogen molekuler bereaksi dengan fluor molekuler membentuk HidrogenFluorida :H 2(g) + F 2(g) → 2HF (g)Bilangan oksidasi hidrogen naik dari nol dalam H 2 menjadi +1 dalam HF danbilangan oksidasi fluor turun dari nol dalam F 2 menjadi –1 dalam HF. Jadi hidrogenmerupakan unsur yang teroksidasi dan fluor merupakan unsur yang tereduksi dalam reaksiini.2. Penandaan Bilangan OksidasiAda beberapa ketentuan umum untuk menentukan bilangan oksidasi unsur-unsurdalam senyawa :1) Bilangan oksidasi suatu atom beberapa unsur dalam senyawa unsurnya (yaitu, bentukyang tidak bersenyawa dengan atom unsur lain adalah nol, tanpa memperhatikankompleknya molekul. Jadi tiap atom dalam H 2 , F 2 , Be, Li, Na, O 2 , P 4 dan S 8 memilikibilangan oksidasi yang sama yaitu nol.2) Untuk suatu ion yang terbentuk dari satu atom, bilangan oksidasinya sama denganmuatan pada ion. Jadi :• Ion K + bilangan oksidasinya +1• Ion Mg 2+ bilangan oksidasinya +2• Ion F - bilangan oksidasinya –1• Ion O 2- bilangan oksidasinya –2dan seterusnya.3) Bilangan oksidasi oksigen dalam kebanyakan senyawa (seperti, H 2 O dan CaO) adalah –2, tetapi ini berbeda dalam dua kasus berikut :a. Dalam OF 2 , bilangan oksidasi O adalah +2, sebab fluor lebih elektronegatif daripadaoksigen.b. Dalam hidrogen peroksida (H 2 O 2 ) dan ion peroksida (O 2- 2 ) bilangan oksidasi 0adalahn –1.

Hal ini dapat diketahui dengan melihat struktur lewis H 2 O 2 :H – O – O – H (Hidrogen Peroksida)Satu ikatan antara atom-atom yang identik dalam suatu molekul menyebabkan tidakterjadinya penyebaran bilangan oksidasi atom-atom, sebab pasangan elektron dariikatan-ikatan itu telah merata (secara sama). Karena H memiliki bilangan oksidasi+1, tiap atom O dalam H 2 O 2 memiliki bilangan oksidasi –1. dalam ion superoksida(O - 2 ) tiap atom O memiliki bilangan oksida – ½.4) Fluor memiliki satu bilangan oksidasi yaitu –1 dalam setiap senyawanya. Ini merupakansuatu konsekuensi dari fakta bahwa fluor keelektronegatifannya tertinggi dari semuaunsur.5) Bilangan oksidasi hidrogen adalah +1, kecuali apabila berikatan dengan unsur-unsuryang kurang elektronegatif daripada H. Sebagai contoh, dalam hibrida seperti LiH, NaHdan BaH 2 , bilangan oksidasinya –1.6) Dalam molekul netral, jumlah bilangan oksidasi dari semua atom haruslah nol. Dalamion poliatomik, jumlah bilangan oksidasi dari semua unsur-unsur dalam ion harus samadengan muatan ion. Sebagai contoh, dalam ion amonium (NH 4 ), bilangan oksidasinitrogen adalah –3 dan bilangan oksidasi hidrogen +1. Jadi jumlah bilangan oksidasiNH + 4 ialah –3 + (4x1) = +1 yang sama dengan muatan ion.3. Variasi Periodik Bilangan OksidasiGambar (12.1) menunjukkan bilangan oksidasi yang diketahui dari unsur-unsuryang lebih dikenal, disusun menurut letaknya dalam tabel keperiodikan. Penyusunan iniamat berguna sebab menunjukkan ciri-ciri yang sama dari bilangan oksidasi berikut :a. Unsur-unsur logam memiliki hanya bilangan oksidasi positif, sedangkan unsur-unsurnon logam dapat memiliki bilangan oksidasi positif atau negatif.b. Bilangan oksidasi tertinggi suatu unsur tertentu dapat mempunyai bilangan oksidasidalam tabel periodik, sebagai contoh : halogen dalam golongan VIIA, bilangan oksidasitertingginya yang mungkin ialah +7, yang mana Cl dan I dalam beberapa senyawanyadipisahkan.c. Logam transisi, tidak seperti kebanyakan logam dari unsur-unsur tertentu, biasanyamemiliki beberapa bilangan oksidasi pada baris pertama logam-logam transisi, sebagaicontoh (Sc sampai Cu). Kita catat bahwa bilangan oksidasi maksimum naik dari +3untuk Sc sampai +7 untuk Mn. Kemudian turun lagi dari Fe sampai Cu.

Penting untuk diingat bahwa bilangan oksidasi tidak mempunyai arti fisika kecualidalam senyawa-senyawa ionik. Penandaan bilangan oksidasi +7 untuk Cl dalam Cl 2 O 7 tidakberarti bahwa tiap-tiap Cl menanggung 7 muatan positif. Bilangan oksidasi sangat bergunadalam penamaan senyawa-senyawa, meramalkan sifat-sifat kimianya, dan dalampenyetaraan persamaan reaksi redoks (reaksi yang menunjukkan perubahan bilanganoksidasi).4. Penyetaraan Reaksi RedoksReaksi-reaksi redoks yang sederhana dapat diselesaikan dengan cepat, sebagaicontoh :2Na (s) + Cl 2(g) → 2NaCl (s)C (s) + O 2(g) → CO 2(g)Pada reaksi-reaksi di atas tidak diperlukan suatu langkah penyetaraan yangkhusus, namun untuk suatu reaksi yang cukup komplek seperti reaksi antara :MnO - 4 + C 2 O 2- 4 → CO 2 + Mn 2+Reaksi ini tidak bisa langsung disetarakan tanpa melalui suatu langkah-langkah tertentu.Agar reaksi ini dapat disetarakan, maka ada dua metoda khusus penyetaraan redoks yaitumetoda bilangan oksidasi dan metoda ion elektron.• Metoda Bilangan OksidasiPerhatikan reaksi berikut ini :S + HNO 3 → SO 2 + NOUntuk menyetarakan reaksi redoks di atas dengan metoda bilangan oksidasi, digunakanlangkah-langkah penyetaraan berikut :a. Tuliskan rangka persamaan yang mengandung oksidator, reduktor dan produk,dalam hal ini reaksi di atas ditulis ulang.S + HNO 3 → SO 2 + NOb. Tandai bilangan oksidasi pada atom tiap-tiap unsur dikedua sisi persamaan, dantentukan mana unsur yang teroksidasi dan mana unsur yang tereduksi. Tentukanjumlah satuan yang naik dan turun dalam bilangan oksidasi untuk tiap unsur ini.Hati-hati memeriksa bilangan oksidasi tiap-tiap unsur pada kedua sisi persamaan,tunjukkan bahwa belerang adalah unsur yang teroksidasi dan nitrogen adalah unsuryang tereduksi. Secara ringkas dapat ditulis sebagai berikut :

Bilangan OksidasiPerubahan BilanganSisi kiriSisi kananOksidasiS = 0 S = +4 +4 (bertambah)N = +5 N = +2 +3 (berkurang)c. Samakan kenaikan atau penurunan bilangan oksidasi dengan mengalikan tiap-tiapsenyawa yang tereduksi atau teroksidasi dengan mencocokkan koefisiennya.Gunakan koefisien-koefisien dalam persamaan untuk tiap unsur yang teroksidasi dantereduksi.Untuk menyamakan perubahan bilangan oksidasi, maka dari data di atas S dikalikandengan 3 dan N dengan 4. Agar lebih jelas gambarkan garis-garis yangmenghubungkan pereaksi dan hasil reaksi yang mengandung unsur yang mengalamiperubahan bilangan oksidasi.0 +5 4 +23S + 4HNO 3 → 3SO 2 + 4NO3 (+4) = +124 (-3) = -12akibatnya, seperti terlihat di atas koefisien 3 ditempatkan di depan S dan koefisien 4di depan N.d. Setarakan atom-atom yang tersisa dengan memeriksa; untuk reduksi dalam larutanasam, tambahkan H + atau H 2 O atau keduanya pada persamaan jika diperlukan.Perhatikan bahwa atom H muncul di sisi kiri, sehingga kita memerlukan duamolekul H 2 O di sisi kanan.3S + 4HNO 3 → 3SO 2 + 4NO + 2H 2 Oe. Uji bahwa persamaan yang mengandung jumlah atom dan jenis atom yang samapada kedua sisi persamaan. Untuk persamaan ionik, muatan harus setara pada keduasisi persamaan.• Metoda Ion ElektronMetoda ion elektron berbeda dari metoda bilangan oksidasi tetapi memberikan hasilakhir yang sama. Reaksi lengkap dipecah menjadi dua buah setengah reaksi, satu untukreaksi reduksi yang satu lagi untuk reaksi oksidasi. Dua buah setengah reaksidisetarakan, kemudian dijumlahkan. Sehingga menjadi reaksi lengkap (persamaan reaksilengkap).

Berikut ini dijelaskan tahap-tahap penyetaraan reaksi redoks beserta penerapannya,sebagai contoh diambil penyetaraan reaksi untuk :Fe 2+ + Cr 2 O 2- 7 → Fe 3+ + Cr 3+Langkah 1 :Pecah persamaan reaksi di atas menjadi dua buah setengah reaksi, masing-masingsetengah reaksi tersebut adalah :Oksidasi Fe 2+ → Fe 3+Reduksi Cr 2 O 2- 7 → Cr 3+Langkah 2 :Setarakan jumlah atom selain H dan O pada tiap setengah reaksi.Oksidasi Fe 2+ → Fe 3+Reduksi Cr 2 O 2- 7 → 2Cr 3+Langkah 3 :Setarakan atom-atom dalam tiap-tiap setengah reaksi secara terpisah. Untuk reaksidalam medium asam, tambahkan H 2 O untuk mengimbangi atom O, dan H + untukmengimbangi atom H. Untuk reaksi dalam suasana basa mula-mula setarakan atomatomseperti pada suasana asam, kelebihan satu atom oksigen pada satu ruas harusdiimbangi oleh satu molekul H 2 O pada ruas yang sama dan 2OH – pada ruas lawannya.Apabila hidrogen masih belum seimbang, tambahkan satu ion OH – untuk tiap kelebihansatu hidrogen pada ruas yang sama dan satu molekul H 2 O pada ruas lawannya.Karena reaksi berlangsung dalam suasana asam, kita tambahkan 7 molekul H 2 O padasisi kanan untuk mengimbangi atom O,Cr 2 O 2- 7 → 2Cr 3+ + 7H 2 OUntuk mengimbangi atom-atom H, tambahkan 14 ion H + pada sisi kiri,14H + + Cr 2 O 2- 7 → 2Cr 3+ + 7H 2 OLangkah 4 :Tambahkan elektron-elektron pada satu sisi dari tiap-tiap setengah reaksi untukmenyetarakan muatan, bila perlu samakan jumlah elektron dalam kedua setengah reaksidengan mengalikan satu atau kedua setengah reaksi dengan mencocokkan koefisien,Setengah reaksi oksidasiFe 2+ → Fe 3+ + e -

Pada setengah reaksi reduksi, terdapat 12 muatan positif di sisi kanan, maka harusditambahkan 6 elektron pada sisi kiri,14H + + Cr 2 O 2- 7 + 6e - → 2Cr 3+ + 3H 2 OUntuk menyamakan jumlah elektron dalam kedua setengah reaksi, kita mengalikansetengah reaksi oksidasi dengan 6,6Fe 2+ → 6Fe 3+ + 6e -Langkah 5 :Gabungkan dua setengah reaksi tadi, elektron-elektron pada kedua sisi mestidihilangkan. Dua setengah reaksi yang digabung menjadi :6e - + 14H + + Cr 2 O 2- 7 + 6Fe 2+ → 2Cr 3+ + 6Fe 3+ + 7H 2 O + 6e -elektron pada kedua sisi dihilangkan sehingga reaksi lengkapnya adalah :14H + + Cr 2 O 2- 7 + 6Fe 2+ → 2Cr 3+ + 6Fe 3+ + 7H 2 OLangkah 6 :Pastikan bahwa persamaan mengandung jumlah atom dan muatan yang sama padakedua sisi persamaan. Pemeriksaan akhir menunjukkan bahwa persamaan akhir setarasecara atomik dan elektronik.5. Macam-macam Reaksi RedoksTerdapat lima macam tipe umum reaksi kimia; kombinasi (penggabungan),dekomposisi (penguraian), perpindahan/pertukaran, metatesis dan netralisasi asam basa.Sebagian dari reaksi-reaksi ini adalah reaksi redoks, dan sebagian lagi bukan redoks.Pada reaksi metatesis dan netralisasi asam basa, kedua reaksi tersebut tidakmelibatkan perubahan bilangan oksidasi. Jadi kedua reaksi tersebut bukan reaksi redoks.Akan tetapi pada reaksi kombinasi, penguraian, pertukaran/perpindahan, melibatkanperubahan bilangan oksidasi. Oleh karena itu reaksi kombinasi, penguraian dan pertukarantermasuk ke dalam reaksi redoks.1) Reaksi KombinasiReaksi kombinasi yang melibatkan satu atau lebih unsur-unsur bebas adalah reaksiredoks. Contoh reaksi ini adalah :0 0 +4 -22-S (s) + O 2(g) → SO 2 (g)0 +3 –1 +5 -1Cl 2(g) + PCl 3(l) → PCl 5(s)

0 0 -3 +1N 2(g) + 3H 2(g) → 2NH 3(g)2) Reaksi PenguraianReaksi penguraian yang menghasilkan satu atau lebih unsur bebas merupakan reaksiredoks. Sebagai contoh reaksi ini ialah :+2 –2 0 02HgO (s) → 2Hg (l) + O 2(g)+1 –2 0 02H 2 O (l) → 2H 2(g) + O 2(g)Reaksi yang eksplosive juga termasuk reaksi redoks. Dua zat eksplosive yang dikenalialah Nitrogliserin dan Tri nitrotoluen (TNT)HCH 3⎢H – C – O – NONO 2 NO 22⎢H – C – O – NO 2⎢H – C – O – NO 2⎢NO 2HNitrogliserinTrinitro toluen(C 3 H 5 N 3 O 6 ) (C 7 H 5 N 3 O 6 )TNT merupakan zat padat, dan reaksi yang terjadi pada TNT ialah :2C 7 H 5 N 3 O 6(s) → 3N 2(g) + 7CO (g) + 5H 2 O (g) + 7C (s)Untuk setiap dua mol TNT yang terurai menghasilkan 15 mol gas. Pembentukan gas iniberlangsung sangat cepat sehingga TNT merupakan zat yang sangat eksplosive.Nitrogliserin merupakan cairan pada suhu kamar, meledak sangat kuat. Reaksi yangterjadi adalah :4C 3 H 5 N 3 O 9(l) → 6N 2(g) + 12CO 2(g) + O 2(g) + 10H 2 O (g)dari tiap empat mol Nitrogliserin yang bereaksi menghasilkan 29 mol gas.3) Reaksi Perpindahan/PertukaranReaksi perpindahan yaitu reaksi dimana satu atom atau ion suatu unsur dipindahkan darisuatu senyawa oleh atom unsur lain. Reaksi ini termasuk reaksi redoks. Beberapa contohreaksi pertukaran adalah :0 +1 +1 +1 02Na (s) + 2H 2 O (l) → 2NaOH (aq) + H 2(g)

0 +1 +2 0Mg (s) + 2HCl (aq) → MgCl 2(aq) + H 2(g)0 -1 -1 0Cl 2(g) + 2KBr (aq) → 2KCl (aq) + Br 2(g)0 +2 +2 0Zn (s) + CuSO 4(aq) → ZnSO 4(aq) + Cu (s)Satu dari reaksi pertukaran redoks yang paling dikenal ialah reaksi thermite yangmelibatkan alumunium dan suatu oksida logam.0 +3 +3 02Al (s) + Fe 2 O 3(s) → Al 2 O 3(s) + 2Fe (s)Karena Al 2 O 3 memiliki harga entalpi pembentukan yang sangat negatif, maka reaksi inimelepaskan sejumlah besar energi panas.6. Reaksi Disproporsionasi (Autoredoks)Dalam suatu reaksi disproporsionasi suatu unsur dalam satu tingkat oksidasimengalami reaksi oksidasi dan reaksi reduksi sekaligus. Satu pereaksi dalam reaksidisproporsionasi selalu mengandung satu unsur yang dapat memiliki paling sedikit tigatingkat oksidasi. Unsur pereaksi itu sendiri adalah satu dari keadaan ini, dan terdapat tingkatoksidasi lebih tinggi, dan lebih rendah pada unsur yang sama. Dekomposisi termal darihidrogen peroksida adalah suatu contoh reaksi disproporsionasi.-1 -2 02H 2 O 2(aq) → 2H 2 O (l) + O 2(g)Pada senyawa peroksida, bilangan oksidasi dari oksigen adalah –1. Dalam reaksi ini naikmenjadi nol dalam O 2 dan turun menjadi –2 dalam H 2 O. Contoh lain ialah dekomposisitermal asam bernitrat.+3 +5 +23HNO 2(aq) → HNO 3(aq) + 2NO (g) + H 2 O (l)Contoh ketiga melibatkan ion tembaga (I). Ion ini tidak stabil dalam air danterdisproporsionasi menghasilkan unsur Cu dan ion tembaga (II).+1 0 +22Cu (aq) → Cu (s) + Cu 2+ (aq)

Suatu reaksi disproporsionasi yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari ialah antara molekulklor dan larutan basa dingin.0 +1 -1Cl 2(g) + 2OH – (aq) → OCl – (aq) + Cl – (aq) + H 2 O (l)Reaksi ini menggambarkan kerja pemutih rumah tangga, yaitu ion hipoklorit (OCl – ) yangmengoksidasi senyawa pengikat warna dalam noda menjadi senyawa tak berwarna.7. Reaksi Redoks MisoellaneousBanyak reaksi redoks yang tidak termasuk pada kelompok reaksi yang telahdibahas. Sebagai contoh, asam nitrat pekat ialah oksidator yang cukup kuat untukmengoksidasi Cu menjadi Cu 2+ seperti berikut :0 +5 +2 +5 +23Cu (s) + 8HNO 3(aq) → 3Cu(NO 3 ) 2(aq) + 2NO (g) + 4H 2 O (l)C. Rangkuman 1• Konsep reaksi reduksi-oksidasi mengalami perkembangan , yang bermua melibatkanoksigen sampai dengan yang melibatkan bilangan oksidasi.• Pengertian oksidasi yang berhubungan dengan oksigen dapat dinyatakan sebagaiperistiwa bertambahnya kandungan oksigen atau berkurangnya kandungan hidrogen,sedangkan reduksi adalah berkurangnya kandungan oksigen atau bertambahnyakandungan hidrogen.• Pengertian oksidasi yang melibatkan elektron dapat dinyatakan sebagai prosespengeluaran elektron, sedangkan reduksi adalah proses penerimaan elektron.• Konsep oksidasi-reduksi yang berhubungan dengan bilangan oksidasi, dapatdinyatakan bahwa oksidasi adalah peristiwa bertambahnya bilangan oksidasi suatuunsur sedangkan reduksi adalah peristiwa berkurangnya atau penurunan bilanganoksidasi suatu unsur.• Untuk menyelesaikan persamaan reaksi redoks dalam larutan dapat dilakukandengan dua cara, yaitu cara setengah reaksi dan cara bilangan oksidasi.e. Tes Formatif 1

Jawablah pertanyaan berikut dengan melingkari huruf didepan jawaban yang dianggapbenar !1. Perubahan bilangan oksidasi unsur nitrogen pada reaksi :CuS + NO 3 – → Cu 2+ + S + NOAdalah ....A. – 3B. +3C. – 2D. +2E. +52. Unsur logam yang mempunyai bilangan oksidasi +5 terdapat pada ion ....A. CrO 4–B. Fe(CN) 63-C. MnO 4–D. Cr 2 O 72-E. SbO 43-3. Pada reaksi redoks, MnO 2 + 2H 2 SO 4 + 2NaI → MnSO 4 + NaSO 4 + 2H 2 O + I 2 yangberperan sebagai oksidator adalah ....A. NaIB. H 2 SO 4C. Mn +4D. I –E. MnO 24. Bilangan oksidasi fosforus paling rendah terdapat pada senyawa ....A. PH 4 BrB. POBr 3C. PF 3D. PCl 5E. Ca 3 (PO 4 ) 25. Pada reaksi Cl 2(aq) + 2KOH (aq) → KCl (aq) + KClO (aq) + H 2 O. Bilangan oksidasi klorinberubah dari ....A. – 1 menjadi +1 dan 0B. +1 menjadi – 1 dan 0C. 0 menjadi – 1 dan – 2D. – 2 menjadi 0 dan +1E. 0 menjadi – 1 dan +16. Jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi redoks : 3As+5NO 3 – +4OH – +5NO+2H 2 Oadalah ....A. 3B. 5C. 9D. 12E. 15

7. Bilangan oksidasi klorin dalam kalium klorat adalah ....A. – 1B. +1C. +3D. +5E. +78. Diantara reaksi-reaksi di bawah ini yang termasuk redoks adalah ....A. SnCl 2 + I 2 + 2HCl → SnCl 4 + 2HIB. H 2 + Cl 2 → 2HClC. Cu 2 O + C → 2Cu + COD. CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O9. Pada reaksi 2CO + 2NO → 2CO 2 + N 2 , bilangan oksidasi N berubah dari ....A. +2 ke 0B. +2 ke +1C. +3 ke +1D. +3 ke +2E. +4 ke 010. Unsur yang dapat menunjukkan bilangan oksidasi paling positif dalam senyawa adalah....A. OksigenB. BelerangC. NitrogenD. KlorinE. Karbonf. Kunci Jawaban Formatif 11. Jawaban : BNO 3 – , bilangan oksidasi N = +5NO, bilangan oksidasi N = +2Perubahan bilangan oksidasi N = 3 (berkurang tiga)2. Jawaban : ECrO 4 2- , bilangan oksidasi Cr = +6Fe(CN) 6 - , bilangan oksidasi Fe = +3MnO 4 - , bilangan oksidasi Mn = +7Cr 2 O 7 2- , bilangan oksidasi Cr = +6SbO 4 3- , bilangan oksidasi Sb = +53. Jawaban : E

Oksidator adalah zat yang mengalami reduksi, bilangan oksidasinya berkurang. MnO 2berperan sebagai oksidator, sebab bilangan oksidasinya berkurang dari +4 (MnO 2 )menjadi +2 (MnSO 4 )4. Jawaban : APH 4 Br, bilangan oksidasi P = -3POBr 3 , bilangan oksidasi P = +5PF 3 , bilangan oksidasi P = +3PCl 5 , bilangan oksidasi P = +5Ca 3 (PO 4 ) 2 , bilangan oksidasi P = +55. Jawaban : EBilangan oksidasi klorin pada Cl 2 , KCl dan KclO 3 berturut-turut adalah 0, -1, dan +16. Jawaban : EJumlah mol elektron = selisih bilangan oksidasi3-3As → 3AsO 4 5NO - 3 → 5NO3(0) 3(+5) 5(+5) 5(+2)15e – 15e –7. Jawaban : DBilangan oksidasi klorin dalam kalium klorat KclO 3 adalah = +58. Jawaban : APada reaksi redoks terjadi perubahan bilangan oksidasi.9. Jawaban : ABilangan oksidasi nitrogen berubah dari +2 pada NO menjadi nol pada N 210. Jawaban : DKetentuan bilangan oksidasi unsur :• Maksimum = nomor golongan• Minimum = nomor golongan – 8 = 0 (untuk logam)Klorin (golongan VIIA) mempunyai bilangan oksidasi paling maksimumg. Lembar Kerja Siswa IKONSEP REDUKSI – OKSIDASI1. Tujuan : Menyelidiki perubahan-perubahan pada reaksi redoks2. Alat-alat :• Pipa U• Elektroda karbon• Kabel listrik kecil• Multimeter (galuanometer atau ammeter)

• Tabung reaksi 2 buah3. Bahan-bahan :• Larutan besi (II) amonium sulfat• Larutan kalium permanganat• KCNS 0,1M• H 2 SO 4 1M• FeCl 3 0,1M4. Cara Kerja :1) Masukan larutan H 2 SO 4 1M kedalam tabung U sampai 21 cm di bawah ujung keduakaki tabung U.2) Dengan menggunakan pipet tetes tambahkan beberapa ml larutan kaliumpermanganat pada salah satu kaki tabung dan beberapa ml larutan besi (II) amoniumsulfat pada kaki yang lain.3) Tempatkan elektroda karbon di dalam masing-masing larutan pada kedua kakitabung U hubungkan kedua elektroda itu dengan multimeter, ammeter ataugalvanometer.4) Amati apa yang terjadi selama lebih kurang satu menit dan catat pengamatanmusetelah itu putuskan hubungan elektroda dengan ammeter.5) Uji perubahan yang mungkin telah terjadi pada kaki tabung U yang berisi larutanbesi (II) amonium sulfat dengan menambahkan larutan kalium tiosianat beberapatetes. Amati warna larutan dan sebagai pembanding sediakan 2 tabung reaksi,tabung pertama ditambahkan 2 ml larutan FeCl 3 dan tabung kedua ditambahkanbeberapa tetes larutan kalium tiosianat.6) Tafsirkan dan tariklah suatu kesimpulan dari hasil pengamatanmu dari hasilpengamatan yang ditulis dalam lembaran pengamatan.5. Data Pengamatan :Perubahan yang terjadi pada kaki tabungU yang berisi besi (II) amonium sulfatPerubahan warna larutan :......................................................................................................................Perubahan warna larutan :Perubahan yang terjadi pada kaki tabungU yang berisi KMnO 4Perubahan warna larutan :......................................................................................................................

......................................................................................................................Pembanding :1. Besi (II) klorida + KCNS → .................... + ..........................................(warna)2. Besi (III) klorida + KCNS → .................... + ..........................................(warna)Perubahan warna pada kaki tabung U yang berisi besi (II) klorida menunjukkan bahwaion besi (II) telah berubah menjadi ion ..........................................................Perubahan warna pada kaki tabung U yang berisi KMnO 4 menunjukkan ion MnO - 4 telahberubah menjadi ion .......................................................................................Jarum galvanometer/ammeter/multimeter ................................................................ inimenunjukkan petunjuk terjadinya ........................................................................Kesimpulan :Pada percobaan ini ion-ion pereaksi mengalami perubahan ........................................Perubahan ..................................................................... dari ion-ion ini yang berlangsungmelalui pelepasan dan pengambilan ...................................................... yang mengalirmelalui kawat.Setiap kaki tabung U adalah ½ reaksi dan keduanya dihubungkan dengan .................yang diserahterimakan melalui kawat.Persamaan reaksi : (dalam bentuk reaksi ion)½ reaksi : Fe 2+ → Fe 3+ + .........................½ reaksi ini disebut .........................................½ reaksi : MnO - 4 + ..... H + + ........... → Mn 2+ + .... H 2 O½ reaksi ini disebut .......................................Jumlah kedua ½ reaksi diatas,....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

6. Pertanyaan :1) Apa sebabnya jarum ammeter/galvanometer/multimeter bergerak ?2) Sesudah proses berjalan, penambahan KCNS pada kaki yang berisi besi (II)amonium sulfat menghasilkan warna yang sama dengan penambahan KCNS padalarutan besi (III) korida.3) Mengapa warna larutan permanganat berubah ?4) Kearah mana gerakan elektron dalam kawat luar ?5) Mengapa dalam reaksi dipergunakan asam sulfat encer dan bukan air ?6) Mengapa elektron harus terlibat dalam reaksi dimana ion-ion pereaksinyamengalami perubahan ?7) Definisikan mengenai reaksi redoks, oksidasi, reduksi !8) Bagaimana kamu menulis persamaan reaksi ½ reaksi oksidasi dan ½ reduksi secaralengkap dan bagaimana cara menjumlahkannya ?9) Apakah reaksi yang sama juga berlangsung, bila larutan KMnO 4 direaksikanlangsung dengan besi (II) amonium sulfat ?Selidiki sbb : 2 ml larutan KMnO 4 ditambahkan tetes demi tetes besi (II) amoniumsulfat. Amati apa yang terjadi dan bandingkan dengan prosedur penyelidikan diatas.2. Kegiatan Belajar 2a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 2Melalui pembelajaran 2 ini, diharapkan anda mampu :1) menjelaskan prinsip kerja sel volta2) menuliskan persamaan reaksi pada anoda dan katoda3) menuliskan diagram sel4) membaca diagram selb. Uraian Materi 2Elektrokimia

(Sel Galvani)Suatu percobaan dilakukan oleh seorang ilmuwan Italia bernama Luigi Galvani. Iamelilit dua logam menjadi satu yaitu kawat besi dan kawat tembaga. Kemudian kedua ujungyang lainnya dikenakan pada kaki kodok. Kaki kodok tersebut bergerak. Peristiwa itukemudian diberi istilah listrik hewan atau “animal electricity”. Percobaan Galvani initernyata merupakan asal mula ditemukan sel kering. Sel merkuri, accu dan sumber tenagalistrik sejenis lainnya. Percobaan Galvani ini kemudian diteruskan oleh Alessandro Volta.Sel-sel ini pada prinsipnya mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Karena itu, sellistrik yang dihasilkan disebut sel galvanic atau sel Volta. Sel-sel penghasil energi listrikyang sekarang berada dalam tingkat pengembangan ini akan merupakan sumber penghasiltenaga yang sangat penting di kemudian hari untuk dapat menggantikan sumberdaya energiyang tidak dapat diperbaharui.Sel Galvani atau sel Volta merupakan salah satu contoh dari sel yang menggunakanprinsip energi kimia diubah menjadi energi listrik. Dalam sebuah sel Galvani, suatu reaksiOksidasi-Reduksi terjadi dalam kondisi tertentu sehingga arus listrik dapat dihasilkan darisel tersebut. Reaktan-reaktan terpisah secara fisik untuk dapat mengontrol kecepatan dankeberadaan reaksi. Reaktan-reaktan itu berada dalam dua kompartemen, masing-masingmengandung sebuah elektroda dan suatu elektrolit. Elektroda-elektroda itu adalah konduktorlistrik yang tidak bereaksi dengan larutan elektrolit yang ada dalam setiap kompartemen.Kedua elektroda itu dihubungkan dengan kawat konduktor sehingga elektron dapat mengalirdari elektroda satu ke elektroda lainnya. Ion-ion dapat berpindah dari kompartemen yangsatu ke kompartemen lainnya melalui suatu elektrolit, yang mungkin mengandung ion-ionyaitu jembatan garam atau tidak mengandung ion-ion yaitu selaput semipermeabel.Apabila sebuah logam dimasukan kedalam air, logam tersebut mempunyaikecenderungan untuk melepaskan ionnya dan secara serentak membebaskan elektronnyakepada permukaan logam. Kecenderungan ini menyebabkan perbedaan potensial antaralogam dengan larutannya, dan menghasilkan tegangan yang disebut potensial elektrodalogam tertentu. Ketika ion-ion logam itu terbentuk, terjadi pengendapan logam dari ion-ion,dan bersamaan dengan itu kesetimbangan terjadi antara logam dan larutan dan perbedaanpotensial lenyap.Bila sebuah logam dimasukkan kedalam larutan yang mengandung ionnya dankecenderungan ion untuk menjadi logam lebih besar daripada kecenderungan logam masukkedalam larutan. Maka proses pengendapan logam akan terjadi sampai kesetimbangan

antara logam dan ion terjadi. Perbedaan potensial antara logam dan larutannya padakonsentrasi 1 molar disebut potensial elektroda standar dan diberi simbol E o .Dalam reaksi redoks antara Zn dan larutan CuSO 4 , sebuah atom Zn melepaskan 2elektronnya sedangkan ion Cu dalam tembaga sulfat menerima 2 elektron dan membentuklogam tembaga. Bila Zn dan larutan CuSO 4 dicampur, reaksi spontan terjadi denganmenghasilkan kalor. Sementara itu, apabila reaksi yang sama dilaksanakan dalam suatu selelektrokimia maka energi listrik akan terjadi.VoltmeterJembatan garamAliran elektronZnCuGambar sel elektrokimiaKompartemen sebelah kiri terdiri dari sebatang logam Zn yang disebut elektrodadimasukkan kedalam cairan yang disebut elektrolit. Elektrolit itu dapat terjadi dari larutangaram sulfat dalam air, misalnya K 2 SO 4 . kompartemen sebelah kanan dari sel terdiri darielektroda logam Cu yang dimasukkan kedalam elektrolit CuSO 4 . kedua larutan itudihubungkan dengan dua cara. Elektrolit-elektrolit dihubungkan oleh sebuah jembatan, yangjuga mengandung elektrolit (dalam hal ini kalium sulfat) sedangkan kawat konduktormenghubungkan kedua elektroda itu.Cara kerja sel elektrokimia itu adalah sebagai berikut :Dari teori yang telah dinyatakan di atas, Zn bila dimasukkan kedalam suatu larutanberkecenderungan untuk menjadi ionnya. Demikian pula Cu.Zn→ Zn 2+ + 2 elektron (a)Cu → Cu 2+ + 2 elektron (b)Percobaan menunjukkan bahwa bila susunan zat dan alat-alat dipasang seperti gambar diatas ternyata dapat diketahui dari amperemeter bahwa electron bergerak dari logam Zn kelogam Cu melalui kawat konduktor. Ini berarti bahwa Zn yang dimasukkan kedalamelektrolit berkecenderungan untuk memberikan ion Zn 2+ kedalam larutan dan meninggalkanelectron-elektronnya pada permukaan Zn. Hal ini mengganggu kesetimbangan (a) kekanan.

Sedangkan pada kompartemen sebelah kanan, electron-elektron dari elektroda Zn tersebutmengganggu kesetimbangan (b) kekiri sehingga Cu 2+ menjadi logam Cu. Akibatnya larutandi kompartemen sebelah kiri menjadi bermuatan positif dan larutan di kompartemen sebelah2-kanan menjadi negatif. Melalui jembatan garam atau pemisah semi permeable ion SO 4dapat bermigrasi dari kompartemen kanan ke kiri sehingga menetralkan kembali larutan.Demikian pula Zn 2+ juga dapat bermigrasi dari kompartemen kiri ke kompartemen kanansehingga menetralkan kembali larutan. Dengan netralnya larutan-larutan itu maka reaksikimia dapat berlangsung terus dan listrik dapat dihasilkan secara berkesinambungan.a. Anoda dan KatodaDalam elektrokimia sebagai prinsip yang harus kita pegang adalah bahwa pada anodaselalu terjadi reaksi oksidasi sedang pada katoda selalu terjadi reaksi reduksi.Dalam sel Galvani seperti yang telah diuraikan terdahulu, oksidasi terjadi dalamkompartemen Zn sedangkan reduksi terjadi pada kompartemen Cu. Zn mempunyaikecenderungan yang lebih besar menjadi Zn 2+ sehingga elektroda Zn bermuatan negatif.Pada katoda Cu, ion Cu 2+ berkumpul pada elektroda Cu dan tereduksi menjadi Cu.Sehingga elektroda Cu bermuatan positif. Jadi pada sel Galvani, anoda bermuatannegatif dan katoda bermuatan positif.b. Potensial SelDalam sel Galvani, arus listrik terjadi sebagai hasil dari aliran electron dari elektrodanegatif ke elektroda positif melalui kawat konduktor. Gaya dari gerak electron melaluikawat konduktor tersebut disebut Gaya Gerak Listrik atau Gaya Elektromotif yangdiukur dengan satuan Volt (V). Apabila Gaya Elektromotif besarnya sama dengan 1Volt berarti bahwa gerak electron sebesar 1 Coulomb (C) dapat melakukan gaya sebesar1 Joule (J).1Volt=11JouleCoulomb1Volt=1Joule / Coulomb1V=1J / CDari pengukuran besarnya perbedaan potensial dengan menggunakan Voltmeter pada selGalvani yang menggunakan elektroda Zn dan Cu di atas yaitu dimana konsentrasilarutan-larutan tersebut = 1 Molar (1M) diperoleh perbedaan potensial elektroda = 1,10Volt. Perbedaan potensial tersebut disebut potensial sel. Karena dilakukan pada suhu

25°C dan dengan konsentrasi larutan 1M maka disebut pula dengan Potensial SelStandar atau dinyatakan dengan symbol E o sel.c. Diagram SelDalam sel Galvani reaksi-reaksi dalam dua kompartemen menghasilkan energi listrik.Reaksi yang terjadi pada setiap kompartemen disebut dengan reaksi ½ sel.Untuk memberikan gambaran lengkap mengenai sel Galvani, beberapa informasi perludiberikan :1) Logam yang digunakan sebagai elektroda;2) Keadaan larutan yang berhubungan dengan elektroda (termasuk konsentrasi iondalam larutan);3) ½ sel yang mana yang anoda dan ½ sel yang mana yang katoda;4) Zat mana yang reaktan dan mana yang hasil reaksi.Pada anoda terdapat elektroda Zn yang mengalami oksidasi Zn → Zn 2+ + 2e dankonsentrasi larutan = 1,00 Molar. Diagram ½ sel ini ditulis sebagai berikut :Anoda : Zn/Zn 2+ (1,00 M)Pada katoda terdapat elektroda Cu yang mengalami reduksi Cu + 2e → Cu 2+ dankonsentrasi larutan = 1,00 Molar. Diagram ½ sel ini ditulis sebagai berikut :Katoda : Cu 2+ (1,00 M)/CuUntuk menggambarkan sel Galvani secara lengkap digunakan sel diagram sebagaiberikut :Zn/Zn 2+ (1,00 M) ⎜⎜ Cu 2+ (1,00 M)/CuAnoda selalu ditulis disebelah kiri dan katoda disebelah kanan. Tanda ⎜⎜ menunjukkanjembatan garam atau selaput semi permeable.d. Potensial Elektroda StandarElektroda Zn mengalami oksidasi karena itu pada elektroda Zn terdapat potensialoksidasi (ditulis dengan simbol E Zn/Zn ) sedangkan elektroda Cu mengalami reduksikarena itu pada elektroda Cu terdapat potensial reduksi (ditulis dengan simbol E Cu /Cu).Mengingat reaksi pada setiap kompartemen disebut reaksi setengah sel maka potensialoksidasi atau potensial reduksi juga disebut sebagai potensial setengah sel.Tetapi berapa sebenarnya potensial setengah sel masing-masing ? tidak ada orang yangtahu.

Untuk menentukan potensial elektroda setengah sel, para ahli menetapkan potensialelektroda standar H 2 pada suhu 25°C dengan tekanan gas Hidrogen sebesar 1 atm dankonsentrasi larutan 1 M yaitu = 0 Volt atau E o H + /H 2 = 0. Dengan menggunakan patokanpotensial elektroda standar H 2 itu maka ditetapkan potensial elektroda standar setengahsel.Elektroda Hidrogen terdiri dari kawat platina dan sepotong lempeng platina yan ditutupoleh serbuk platina halus sebagai permukaan elektroda. Elektroda ini disimpan dalamtabung gelas sedemikian rupa sehingga gas hydrogen dapat dilalukan kedalamnyadengan tekanan sebesar 1 atm.Platina sendiri tidak mengalami oksidasi maupun reduksi. Karena itu elektroda hydrogendisebut elektroda inert.H 2 (1 atm) + 2 e → 2H + E o = 0,00 VoltPotensial elektroda standar dari logam-logam ditentukan dengan menyusun sel GalvaniZn/Zn 2+ (1 M) ⎜⎜ H + (1 M)/H 2 (1 atm) pada suhu 25°C. Dari pengamatan Voltmeterternyata gaya elektromotifnya = +0,76 Volt.Dilihat dari reaksinya elektroda Zn mengalami oksidasi, karena itu gaya elektromotifnyadisebut potensial oksidasi.Zn → Zn 2+ + 2e – E o oks = +0,76 VoltJika reaksi reduksi berlangsung, yaitu Zn + 2e – → Zn 2+ maka gaya gerakelektromotifnya disebut potensial reduksi. Besarnya potensial reduksi standar samadengan besarnya potensial oksidasi standar hanya berlawanan tandanya, jadi :Zn + 2e – → Zn 2+ E o red = - 0,76 Vlote. Potensial ReduksiDalam sel Galvani selalu terdapat elektroda logam yang dimasukkan dalam suatu larutangaram. Ion-ion logam mengelilingi elektrodanya dan mempunyai kecenderungan untukmemperoleh electron-elektron. Dengan perkataan lain mereka ion-ion tersebutberkecenderungan untuk tereduksi. Karena itu para ahli berkecenderungan untukmenggunakan reaksi reduksi daripada reaksi oksidasi dalam menentukan potensialelektroda suatu sel. Dengan demikian para ahli bersepakat untuk menggunakan potensialreduksi suatu logam daripada potensial oksidasinya dalam penggunaan selanjutnya.Potensial yang diukur dari sebuah sel diperoleh dari perbedaan potensial reduksi darireaksi setengah selnya. Besarnya potensial sel standar sama dengan potensial reduksi

standar setengah sel yang mengalami reduksi dikurangi dengan potensial reduksi standarsetengah sel yang mengalami oksidasi.E o sel = E o ½ sel tereduksi = E o ½ sel teroksidasiUntuk sel Galvani di atas :E o sel = E o Cu 2+ /Cu = E o Zn 2+ /ZnE o sel = E o H + /H 2+ = E o Zn/ZnBila elektroda-elektroda dalam sel Galvani adalah elektroda tembaga dan elektrodahydrogen. Ternyata tembaga akan teroksidasi dan ion hydrogen akan tereduksi. Jadi E o selsama dengan E o Cu 2+ /Cu dikurangi dengan E o H 2 /H +E o sel = E o Cu 2+ /Cu = E o H 2 /H +Dari harga potensial sel ini dapat diramalkan apakah suatu reaksi dapat berlangsungsecara spontan atau tidak. Apabila ternyata harga potensial sel positif maka reaksi dapatberlangsung spontan.Daftar Potensial Elektroda Reduksi StandarDalam menggunakan potensial elektroda standar ini perlu diingat bahwa reaksi-reaksiberada dalam larutan dengan air sebagai pelarut.f. Potensial Elektroda Standar dan Tetapan KesetimbanganSelain harga potensial sel, perubahan energi bebas Gibbs dapat dijadikan ukuranspontanitas suatu reaksi. Dengan demikian terdapat hubungan antara potensial sel danperubahan enegeri bebas.∆G = - n F E (sel)∆G ialah perubahan energi bebas, n ialah jumlah mol electron yang dilepaskan danditerima dalam reaksi redoks, F ialah tetapan Faraday yang besarnya = 96500Coulomb/mol dan E ialah gaya elektromotif dari sel.Bila reaksi berlangsung dalam satuan konsentrasi, untuk larutan konsentrasinya = 1molar dan untuk gas tekanannya = 1 atmosfir dan suhu 25° C atau 298 Kelvin maka Eadalah potensial sel standar atau E o (sel) dan G adalah energi bebas standar atau G o .Jadi ∆G o = - n F E o (sel)Mengingat 1 Volt-Faraday sama dengan 23,06 kilo kalori (kkal) maka perubahan energibebas adalah sama dengan – nE x 23,06 kkal.∆G o = -23,06 n E o (sel) kkal

Perubahan energi bebas dalam reaksi yang dipengaruhi oleh suhu dinyatakan denganrumus :∆G = ∆G o + RT In QDalam system reaksi yang berada dalam keadaan kesetimbangan tidak terdapatperpindahan electron, karena itu G = 0 dan Q = K (konstanta kesetimbangan)Dengan demikian :∆G o = - RT In Kadalah Kp.∆G o = -2,303 RT log KUntuk kesetimbangan larutan K adalah Kc sedangkan untuk kesetimbangan gas KDengan demikian :- n F E o = -2,303 RT log KJadiE o− 2,303RT= log K− nF(Ingat : faraday = 96500 Coulomb/mol e –; 1 Volt = 1 Joule/Coulomb) denganmensubstitusikan F = 96500 Joule (Volt x mol e – ), R = 8,317 Joule/(mol e – x Kelvin)dan T = 298 Kelvin, maka persamaan dapat disederhanakan menjadi :E o0,0592Volt= log KnSekarang marilah kita coba menghitung berapakah harga konstanta kesetimbanganreaksi Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu.Dari percobaan sel Galvani kita peroleh harga potensial sel = +1,10 Volt dan n = 2(ingat dalam reaksi tersebut 2 elektron dilepaskan dan diterima).0,0592Volt1,10Volt= log K237K = 2x10Melihat besarnya harga konstanta kesetimbangan ini maka reaksi antara Zn dan CuSO 4akan berlangsung secara spontan.g. Pengaruh Konsentrasi Terhadap Sel PotensialPenggunaan E o dari daftar, untuk sel :Cu/Cu 2+ (1 M) ⎜⎜ Ag + (1 M)/AgKita peroleh harga potensial sel atau E o sel = +0,7991 – (+0,337) = +0,462 Volt.Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut :2Ag + + Cu (p) → 2Ag (p) + Cu 2+E o sel = +0,426 Volt

Harga E o sel menunjukkan bahwa reaksi berlangsung secara spontan. Bila harga E o selnegatif maka reaksi sebaliknyalah yang berlangsung secara spontan. Besarnya kaloryang dibebaskan dalam reaksi itu dapat dihitung sebagai berikut :∆G o untuk reaksi pada 298 Kelvin = - n x 23,06 x E o sel kkal= - 2 x 23,06 x 0,462 kkal= - 21,31 kkaln = 2 berasal dari jumlah electron yang dilepaskan oleh 1 mol logam Cu menjadi 1 molion Cu 2+ . Karena itu jumlah kalor yang dibebaskan tersebut berasal dari 1 mol logamCu. Dengan demikian bila koefisien dikalikan dengan 3 mol Cu yang reaksikan dengan6 mol Ag + maka jumlah kalor yang dibebaskan menjadi 3 kali lipat yaitu 3 x –21,31kkal = - 63,93 kkal.Perlu diperhatikan bahwa biarpun jumlah kalor yang dibebaskan 3 kali lipat, tetapibesarnya harga potensial selnya akan tetap yaitu 0,462 Volt.Perhitungan potensial sel di atas berlaku bila konsentrasi larutan dalam anoda dankatoda berada dalam keadaan standar yaitu 1 Molar. Bagaimana menghitung potensialsel bila konsentrasi larutan tidak berada dalam keadaan standar ?Untuk ini kita dapat menggunakan rumus :E( sel )= Eo( sel)0,0592− log2[ hasil][ reak tan]Dengan menggunakan rumus ini, kita dapat menentukan :a. Potensial selb. Konsentrasi suatu larutanc. pH larutanContoh Soal :a. Penentuan Potensial SelBila diagram sel suatu sel elektrokimia yang berlangsung pada suhu 25°C adalahZn/Zn 2+ (0,1 M) ⎜⎜ Cu 2+ (0,4 M)/Cu dan diketahui sel standar = +1,10 Volt.Berapakah potensial sel dari sel tersebut ?Jawaban :Pertama tulislah reaksi redoksnya :Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu(-2e)(+2e)

Dari reaksi di atas dapat kita amati bahwa ada 2 elektron yang dilepaskan dan diterima.Jadi n = 2Dengan menggunakan rumus :2+[ Zn ]+[ Cu ]o 0,0592E( sel )= E ( sel)− log22diperoleh :E (sel) =1,10−0,0592log2[ 0,1][ 0,4]= 1,10 – (0,0296 x – log 4)= 1,10 – (0,0296 x – 0,6020)= 1,10 + 0,0178192= 1,12 (dibulatkan)Jadi potensial sel = +1,12 Voltb. Penentuan Konsentrasi LarutanUntuk menentukan konsentrasi larutan AgNo 3 , elektroda hydrogen standar dan elektrodaAg digunakan dalam sel Galvani. Keadaan sel menunjukkan H 2 (1 atm)/H +(1 M) ⎜⎜ Ag + /Ag dan potensial sel yang dihasilkan ternyata = 0,77 Volt. Berapakahkonsentrasi dari Ag + , bila potensial reduksi standar Ag + 1e → Ag + pada tabelmenunjukkan 0,7991 Volt ?Jawaban :2Ag + + H 2(g) → 2Ag (p) + 2H + + 2o 0,0592 [ H ]E( sel )= E ( sel)− log2n+[ Ag ] xP 2Hmengingat : E (sel) = 0,77 Volt; E o (sel) = 0,7991 Volt; P 2 H = 1 atm; dan [Ag + ]dimisalkan = x mol/L , maka diperoleh :0,0592Volt10,77 Volt = 0,7991 Volt − log2 [ x]20,77 Volt = 0,7991 Volt + 0,0296 Volt x 2 logx- 0,0091 Volt = 0,0592 Volt log xlog x = - 0,1537 = 0,8463 – 1x = 0,7019[ ]

Jadi konsentrasi AgNO 3 = 0,7019 mol/Lc. Penentuan pH LarutanDalam sel Galvani larutan yang akan ditentukan pH nya dimasukkan dalamkompartemen dimana terdapat elektroda hydrogen standar. Dalam kompartemen lainnyadimasukkan elektroda Ag dalam larutan perak nitrat 1 molar. Potensial sel pada suhu 25°Cmenunjukkan +0,8 Volt. Berapakah pH larutan tersebut ?Jawaban :2Ag + + H 2(g) → Ag (p) + 2H + + 2o 0,0592 [ H ]E( sel )= E ( sel)− log22+[ Ag ] xP 2E o (sel) = +0,8 Volt (lihat daftar : dibulatkan)E[ ] 2o 0 ,0592 +( sel )= E ( sel)− log H0,92 V = 0,8 V – 0,0592 log [H + ]- log [H + ( 0,92 − 0,8) Volt] =0,0592Volt- log [H + ] = 2,02Jadi pH larutan = 2,022Hd. Tugas :2) Susunlah seperangkat alat seperti pada gambar !3) Amati apa yang terjadi ? Berlangsungkah reaksi tersebut ?Tentukan harga E sel nya !………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..4) Bila hubungan masing-masing setengah sel dengan voltmeter, ditukarkan (kabel dariZn dihubungkan dengan kutub (+) voltmeter dan kabel dari Cu sebaliknya).Berlangsungkah reaksi tersebut, mengapa ?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..5) Dengan cara yang sama, tentukan E sel nya untuk : sel Volta yang terdiri dari : Pbdengan Zn, Pb dengan Cu, Mg dengan Zn, Mg dengan OH, Fe dengan Zn, Fedengan Cu. Logam mana yang bertindak sebagai kutub (+) dan kutub ( - ) untukmasing-masing sel, agar jarum voltmeter bergerak ke kanan. Isi tabel berikut ini :No E sel (Volt) Kutub (+) Kutub ( - )123456) Perhatikan gambar tadi, (dengan melihat arah aliran electron) logam mana yangmengalami oksidasi dan yang mengalami reduksi. Tuliskan reaksinya, berikut tandakutubnya :Oksidasi = …………………………………………………….. di kutub……………………….Reduksi = …………………………………………………….. di kutub……………………….7) Pada gambar sel volta tadi dapat pula ditulis dengan notasi sel :Zn (s) ⎜ ZnSO 4(aq) ⎜⎜ CuSO 4 ⎜ Cu (s)Dimana garis rangkap (⎜⎜) menunjukkan jembatan garam.Tentukan notasi sel untuk beberapa sel volta pada nomor (4)Notasi sel : 1. …………………………………………………………………2. …………………………………………………………………3. …………………………………………………………………4. …………………………………………………………………5. …………………………………………………………………8) Apa fungsi jembatan garam pada sel volta ?…………………………………………………………………………………………………………………….

9) Perhatikan gambar berikut :Logam ALogam BLarutan A 2- Larutan B 2+i. Mana yang bertindak sebagai anoda dan katodaii. Tunjukkan arah aliran electron pada kabeliii. Tuliskan reaksi setengah sel dan reaksi sel tersebutiv. Tuliskan dalam bentuk notasi sele.Lembar Kerja 2SEL ELEKTROKIMIATujuan :• Menentukan arah aliran elektron dalam sel Volta/Galvani• Menentukan katoda dan anoda dalam sel Volta/Galvani• Menentukan tempat terjadinya oksidasi dan reduksi dalam sel Volta/GalvaniAlat-alat :• Voltmeter• Batang logam : Cu, Pb, Mg, Fe, Zn• Gelas kimia 100 mlBahan-bahan :• Larutan CuSO 4 1 M• Larutan ZnSO 4 1 M• Larutan MgSO 4 1 M• Larutan FeSO 4 1 M• Larutan PbCH 3 COO 1 M

Cara Kerja :Perhatikan gambar :VoltmeterJembatan garamAliran elektronZnCuCatatan :1) Besarnya harga terbaca dalam voltmeter disebut potensial sel (E) volt.2) Bila pembacaan voltmeter (penyimpangan jarum) bergerak ke arah kanan darinol, maka dikatakan reaksi berlangsung, E sel = (+)Bila bergerak ke arah kiri dari nol, maka dikatakan reaksi tidak berlangsung,= ( - )3) Dikatoda selalu berlangsung reduksi dan dianoda selalu berlangsung oksidasi.4) Berdasarkan kemudahan suatu unsure mengalami reduksi maka dapat disusunsuatu deret unsur-unsur yang makin ke kanan dari (H) makin mudah mengalamireduksi dan sebaliknya makin ke kiri makin sukar. Deret ini disebut deret Volta.E selF. Tes Formatif 21. Diketahui data potensial reduksi standar sebagai berikut :E o A 2+ /A = - 0,45 VE o B 2+ /B = - 0,13 VE o C 2+ /C = - 0,77 VE o D 2+ /D = - 0,15 VMaka reaksi yang dapat berlangsung dalam keadaan standar adalah ….1. A 2+ + B → A + B 2+2. C 2+ + B → C + B 2+3. A 2+ + D → A + D 2+4. B 2+ + D → B + D 2+2. Diketahui :Ni 2+ + 2e → Ni E o = - 0,25 VPb 2+ + 2e → Pb E o = - 0,13 V

Potensial standar sel volta yang terdiri dari elektroda Ni dan Pb adalah ….A. – 0,38 VB. – 0,12 VC. + 0,12 VD. + 0,25 VE. + 0,38 V3. Jika diketahui :Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu E o = 1,10 VSn 2+ + 2e - → Sn E o = - 0,14 VCu 2+ + 2e - → Cu E o = 0,34 VMaka potensial standar reaksi, Zn + Sn 2+ → Zn 2+ + Sn adalah ….A. +1,44 VB. +1,24 VC. +0,96 VD. +0,76 VE. +0,62 V4. Dari data potensial elektroda standar berikut Cu 2+ + 2e - → Cu, E o = 0,3 V dan Ag + +e - → Ag, E o = 0,80 V maka reaksi : Cu + + 2Ag + → Cu 2+ + 2Ag gemlike potensial sel ….A. 0,06 VB. 0,46 VC. 0,57 VD. 1,14 VE. 1,26 V5. Dari data E o Zn = -0,76 volt, dapat dikatakan bahwa dalam keadaan standar ….A. Reaksi Zn 2+ + 2e - → Zn selalu tidak spontanB. Ion Zn 2+ lebih mudah tereduksi daripada ion Zn 2+C. Ion H + lebih mudah tereduksi daripada ion Zn 2+D. Zn mempunyai kecenderungan yang besar untuk larut sebagai ion Zn 2+E. H 2 adalah reduktor yang lebih kuat daripada Zn6. Diketahui data :Cu 2+ (aq) + 2e - → Cu E o = +0,34 VPb 2+ (aq) + 2e - → Pb E o = - 0,13 VMg 2+ (aq) + 2e - → Mg E o = - 2,34 VData tersebut memberikan informasi bahwa akan berlangsung reaksi berikut ….A. Cu + Mg 2+ (aq) (1 M)B. Pb + Cu 2+ (aq) (1 M)C. Pb + Mg 2+ (aq) (1 M)D. Mg + Cu 2+ (aq) (1 M)7. Logam kadmium diletakkan dalam larutan CuSO 4 1,0 M pada suhu 25°C, E o Cd 2+ ⎜ Cd= -0,40 V dan E o Cu 2+ ⎜ Cu = 0,34 V yang benar adalah …. (E o = potensial standar)A. Tidak terjadi reaksi antara Cd dan larutan CuSO 4B. Cd mereduksi ion Cu 2+C. Cu mereduksi ion Cd 2+ yang terbentukD. Ion Cu 2+ mereduksi Cd

E. Cd mereduksi ion SO 42-8. Berdasarkan data :Fe 2+ + 2e - → Fe E o = - 0,44 VPb 2+ + 2e - → Pb E o = - 0,13 VZn 2+ + 2e - → Zn E o = - 0,76 VSn 2+ + 2e - → Sn E o = - 0,14 VMaka reaksi yang dapat berlangsung dalam keadaan standar adalah ….A. Fe 2+ + Zn → Fe + Zn 2+B. Pb 2+ + Fe → Pb + Fe 2+C. Sn 2+ + Zn → Sn + Zn 2+D. Zn 2+ + Pb → Zn + Pb 2+9. Serbuk Fe dan serbuk Pb dimasukkan kedalam suatu larutan yang mengandung Fe 2+ danPb 2+ dengan konsentrasi masing-masing 1,0 M. Dari data E o Fe = - 0,44 volt dan E o Pb =- 0,13 volt, maka akan terjadi reaksi ….A. Yang menghasilkan Fe 2+ dan Pb 2+B. Yang menghasilkan Fe 2+ dan PbC. Yang menghasilkan Fe dan PbD. Yang menghasilkan Fe dan Pb 2+E. Pengendapan Fe dan Pb10. Logam A dapat mendesak logam B dari larutannya, logam C dapat mendesak logam Bdari larutannya, logam C tidak dapat mendesak logam A dari larutannya. Urutanpotensial reduksi yang semakin negatif dari ketiga logam itu adalah ….A. A > B > CB. A > C > BC. C > B > AD. B > C > AE. C > A > Bg.Kunci Jawaban Formatif 21. Jawaban : DReaksi redoks dapat berlangsung bila mempunyai E o (sel) > 02. Jawaban : CE o reaksi = E o reduksi - E o oksidasi= (-0,13) – (-0,25) = +0,12 V3. Jawaban : EDari reaksi Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu E o = 1,10 VE o sel = E o red - E o oks → E o Cu – E o Zn1,0 = 0,34 – E o ZnE o Zn = - 0,76Maka untuk reaksi Zn + Sn 2+ → Zn 2+ + Sn

E o sel = E o red - E o oks= E o Sn – E o Zn= - 0,14 – (-0,76) = 0,62 volt4. Jawaban : BCu + 2Ag + → Cu 2+ + 2AgE o sel = E o red - E o oks= +0,80 – 0,34= +0,46 V5. Jawaban : CNilai E o menyatakan kecenderungan suatu zat untuk mengalami reduksi relatif terhadapH + (E o = 0,00 volt). Jika suatu zat mempunyai E o > 0, maka zat tersebut lebih mudahdireduksi daripada H + , sedangkan bila zat itu mempunyai E o < 0, maka zat tersebut lebihsukar direduksi daripada H +6. Jawaban : CReaksi redoks berlangsung spontan bila reaksi tersebut mempunyai E o sel > 07. Jawaban : BCu 2+ mengalami reduksi (karena gemlike E o lebih besar) dan sebaliknya Cd akanteroksidasi.Cd + CuSO 4 → Cu + CdSO 48. Jawaban : APosisi keempat logam dalam deret volta, ke kanan E o makin besarZn – Fe – Sn – PbLogam kiri dapat mereduksi ion logam kanan.9. Jawaban : BOleh karena E o Fe < E o Pb, maka Fe cenderung mengalami oksidasi dan Pb 2+ cenderungmengalami reduksi. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :Fe + Pb 2+ → Fe 2+ + Pb10. Jawaban : DLogam kiri dapat mereduksi ion logam kanan dalam deret volta.A di kiri B C di kiri B C di kanan AUrutan dalam deret volta, A – C – B makin ke kanan potensial reduksi, E o makin besarurutan E o yang makin kecil : B – C – A3. Kegiatan Belajar 3a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran 3Melalui pembelajaran 3 ini diharapkan anda dapat :1) menjelaskan pengertian elektrolisis dan sel elektrolisis2) menentukan reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda pada sebuah sel elektrolisis

3) menuliskan persamaan reaksi yang terjadi pada suatu elektrolisis larutan4) menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi elektrolisis larutan5) menggunakan hukum faraday dalam perhitunganb.Uraian Materi 3ELEKTROLISISa. Pengertian elektrolisis dan sel elektrolisisSebelumnya telah diketahui bahwa larutan elektrolit dapat menghantarkan aruslistrik. Sebenarnya apa yang terjadi dengan ion-ion larutan elektrolit tersebut dan elektrondari sumber arus listrik ? Coba perhatikan apa yang terjadi bila kedalam cairan NaCldialirkan arus listrik !Anoda (+) Katoda ( - )2Cl – → Cl 2 + 2eNa + + e → NaGambar : Listrik dialirkan kedalam cairan NaClSesuai dengan kutub sumber arus listrik elektroda sebelah kiri bermuatan positif danelektroda sebelah kanan bermuatan negatif. Dalam cairan NaCl terdapat ion Na + dan ionCl - . Akibat gaya tarik menarik elektrostatika maka ion Na + akan menempel padaelektroda negatif, mengambil elektron dan menjadi logam Na. Cl - menuju ke elektrodapositif melepaskan elektronnya dan menjadi unsur Cl 2 .Na + (c) + 1e → Na (p) (reduksi)2Cl - → Cl 2 + 2e (oksidasi)Peristiwa kimia sebagai akibat adanya arus listrik ini disebut elektrolisis. Sedangkantempat berlangsungnya reaksi tersebut disebut sel elektrolisis. Sel elektrolisis padadasarnya hampir sama dengan sel Galvani. Sel elektrolisis terdiri dari dua buahelektroda yang masing-masing dihubungkan dengan kutub-kutub sumber arus dandimasukkan kedalam bejana yang berisi zat elektrolit.

. Anoda dan KatodaDalam sel elektrolisis ini oksidasi terjadi pada elektroda sebelah kiri dan reduksi terjadipada elektroda sebelah kanan. Karena itu, elektroda sebelah kiri disebut anoda danelektroda sebelah kanan disebut katoda.Dengan demikian pada sel elektrolisis :Anoda : elektroda bermuatan positif (+)Katoda : elektroda bermuatan negatif ( - )Catatan : Coba bandingkan dengan anoda dan katoda pada sel Galvani.c. Elektrolisis Larutan ElektrolitDalam cairan elektrolit garam yang terdiri dari logam dan sisa asam hanya terdapat ionlogam yang bermuatan positif dan ion sisa asam yang bermuatan negatif. Dalam larutanelektrolit selain ion-ion itu terdapat pula molekul H 2 O. Apa yang terjadi bila larutanelektrolit di elektrolisis ?1) Elektrolisis AirLogam yang digunakan untuk elektroda dalam sel elektrolisis untuk mengelektrolisis airadalah logam Pt. Elektroda Pt ini dicelupkan kedalam air. Bila elektroda Pt dihubungkandengan sumber arus listrik ternyata listrik tidak dapat mengalir. Hal ini disebabkankarena tidak terdapat ion dalam air murni untuk menghantar elektron. (Ingat : pada suhu25°C, air murni hanya mengandung 10 –7 ion H + dan 10 –7 ion OH – ).Listrik akan mengalir bila kedalam air dimasukkan sedikit asam sulfat. Pada anoda akantimbul gelembung-gelembung gas oksigen sedangkan pada katoda terjadi gelembunggelembunggas hidrogen. Dalam air yang mengandung sedikit asam sulfat ion H + 2-, SO 4dan molekul H 2 O. Setelah elektroda-elektroda dihubungkan dengan sumber arus listriksearah, SO 2- 4 menuju ke anoda dan H + menuju ke katoda. Selain itu disekitar elektrodaterdapat molekul H 2 O.Anoda : → SO 2- 4 dan H 2 OKatoda : → H + dan H 2 OReaksi pada anoda :Pada anoda terjadi kompetisi antara SO 2- 4 dan H 2 ODari daftar potensial reduksi diperoleh :

SO 2- 4 → S 2 O 2- 8 + 2e E o = - 2,00 Volt2H 2 O → O 2(g) + 4H + (aq) + 4e E o = - 1,23 VoltPotensial oksidasi H 2 O ternyata lebih besar daripada potensial oksidasi SO 2- 4 . Ini berartibahwa H 2 O lebih mudah dioksidasi daripada So 2- 4 . Jadi dalam kompetisi ini H 2 O yangmenang. Dengan demikian reaksi pada anoda adalah :2H 2 O → O 2(g) + 4H + (aq) + 4eReaksi pada katoda :Pada katoda terjadi kompetisi antara H + dan H 2 ODari daftar potensial reduksi diperoleh :2H + + 2e → H 2E o = 0,00 volt2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH – E o = -0,83 voltPotensial reduksi H + ternyata lebih besar daripada potensial reduksi H 2 O. Ini berartibahwa H + lebih mudah direduksi daripada H 2 O. Jadi kompetisi pada katoda itudimenangkan oleh H + . Dengan demikian reaksi pada katoda adalah :2H + + 2e → H 2Berdasarkan uraian di atas maka reaksi elektrolisis air dengan sedikit asam sulfatmenghasilkan reaksi :Anoda : 2H 2 O (aq) → O 2(g) + 4H + (aq) + 4eKatoda : 2H + + 2e → H 2(g) (x 2)2H 2 O → O 2(g) + 2H 2(g)anoda katoda2) Elektrolisis Larutan CuSO 4Dalam larutan CuSO 4 terdapat ion Cu 2+ , SO 2- 4 dan molekul H 2 O. Setelah elektrodaelektrodadihubungkan dengan sumber arus listrik searah, SO 2- 4 menuju ke anoda danCu 2+ menuju ke katoda. Selain itu disekitar elektroda terdapat molekul H 2 O.Anoda : → SO 2- 4 dan H 2 OKatoda : → Cu 2+ dan H 2 OReaksi pada anoda :Pada anoda terjadi kompetisi antara SO 2- 4 dan H 2 ODari daftar potensial reduksi diperoleh :SO 2- 4 → S 2 O 2- 8 + 2eE o = -2,00 volt2H 2 O → O 2(g) + 4H + (aq) + 4e E o = -1,23 volt

Potensial oksidasi H 2 O ternyata lebih besar daripada potensial oksidasi SO 2- 4 . Ini berartibahwa H 2 O lebih mudah dioksidasi daripada SO 2- 4 . Jadi dalam kompetisi ini H 2 O yangmenang. Dengan demikian reaksi pada anoda adalah :2H 2 O → O 2(g) + 4H + (aq) + 4eReaksi pada katoda :Pada katoda terjadi kompetisi antara Cu 2+ dan H 2 O.Dari daftar potensial reduksi diperoleh :Cu 2+ + 2e → Cu (g) E o = +0,34 volt2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH – E o = -0,83 voltPotensial reduksi Cu 2+ ternyata lebih besar daripada potensial reduksi H 2 O. Ini berartibahwa Cu 2+ lebih mudah direduksi daripada H 2 O. Jadi kompetisi pada katoda itudimenangkan oleh Cu 2+ . Dengan demikian reaksi pada katoda adalah :Cu 2+ + 2e → Cu (p)Berdasarkan uraian di atas maka reaksi elektrolisis larutan CuSO 4 adalah :Anoda : 2H 2 O → O 2(g) + 4H + (aq) + 4eKatoda : Cu 2+ + 2e → Cu (g) (x 2)2H 2 O + 4Cu 2+ → O 2(g) + 4H + (aq) + 2Cu (p)Jadi pada ruang anoda terjadi gas oksigen dan pada katoda terjadi pengendapan logamtembaga. Selain itu larutan pada anoda bersuana asam.Apabila ruang katoda dan anoda dipisahkan maka reaksi penguraian H 2 O itu terjadi. Gasoksigen terjadi pada anoda sedangkan gas hidrogen terjadi pada katoda. Larutan padaanoda bersuasana asam sedangkan larutan pada katoda bersuasana basa.Apabila ruang katoda dan anoda dicampur dengan cara diaduk maka yang terjadi adalahion H + bergabung dengan ion OH – membentuk air lagi.3) Elektrolisis Larutan HClDalam larutan HCl terdapat ion H + , Cl – dan molekul H 2 O. Setelah elektroda-elektrodadihubungkan dengan sumber arus listrik searah, Cl – menuju ke anoda dan H + menuju kekatoda. Selain itu disekitar elektroda terdapat molekul H 2 O.Anoda : → Cl – dan H 2 OKatoda : → H + dan H 2 OReaksi pada anoda :Pada anoda terjadi kompetisi antara Cl – dan H 2 O

Dari daftar potensial reduksi diperoleh :2Cl – → Cl 2 + 2eE o = - 1,36 Volt2H 2 O → O 2(g) + 4H + (aq) + 4e E o = - 1,23 VoltPotensial oksidasi H 2 O ternyata lebih besar sedikit daripada potensial oksidasi Cl – . Iniberarti bahwa Cl – lebih mudah dioksidasi daripada H 2 O. Jadi dalam kompetisi iniseharusnya H 2 O yang menang. Jadi pada anoda seharusnya terjadi reaksi :2H 2 O → O 2(g) + 4H + (aq) + 4eBiarpun demikian, pada percobaan ternyata anoda tidak dihasilkan gas O 2 tetapi gas Cl 2 .dengan demikian reaksi pada anoda adalah :2Cl – → Cl 2(g) + 2eReaksi pada katoda :Pada katoda terjadi kompetisi antara H + dan H 2 ODari daftar potensial reduksi diperoleh :2H + + 2e → H 2E o = 0,00 volt2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH – E o = -0,83 voltPotensial reduksi H + ternyata lebih besar daripada potensial reduksi H 2 O. Ini berartibahwa H + lebih mudah direduksi daripada H 2 O. Jadi kompetisi pada katoda itudimenangkan oleh H + . Dengan demikian reaksi pada katoda adalah :2H + + 2e → H 2Berdasarkan uraian di atas maka reaksi elektrolisis larutan HCl adalah :Anoda : 2Cl – (aq) → Cl 2(g) + 2eKatoda : 2H + + 2e → H 2(g) (x 2)2Cl 2 + 2H + → Cl 2(g) + H 2(g)4) Faktor-faktor yang mempengaruhi elektrolisisBeberapa faktor yang mempengaruhi elektrolisis adalah :a. Potensial reduksi atau oksidasi dari ion-ionSeperti pada uraian butir 3 di atas, dalam kompetisi untuk memperoleh ataumelepaskan elektron sangat dipengaruhi oleh potensial reduksi dari ion-ion. Padaanoda, ion yang mempunyai potensial oksidasi yang lebih besar akan menang dalam

kompetisi. Pada katoda sebaliknya, ion yang mempunyai potensial reduksi yanglebih besar akan menang dalam kompetisi.Dalam mempelajari proses elektrolitik kadang-kadang kita dapati bahwa teganganarus listrik yang dibutuhkan untuk suatu reaksi jauh lebih besar daripada potensialelektrodanya. Penambahan tegangan arus listrik yang menyebabkan elektrolisisberlangsung disebut kelebihan tegangan listrik (overvoltage). Kelebihan teganganlistrik untuk pembentukan gas oksigen sangat besar. Karena itu, dalam keadaannormal gas-gas halogen lebih mudah terbentuk pada anoda daripada oksigen.b. Konsentrasi larutanHasil elektrolisis sangat dipengaruhi oleh konsentrasi larutan. Elektrolisis larutanHCl encer menghasilkan gas oksigen pada anoda dan gas hidrogen pada katoda.Elektrolisis larutan HCl pekat menghasilkan gas Cl 2 pada anoda dan gas H 2 padakatoda. Elektrolisis larutan HCl yang sangat encer (kurang dari 0,1 M) akanmenghasilkan reaksi penguraian H 2 O saja. Hal ini tidak terjadi dengan elektrolisislarutan KI. Elektrolisis larutan 0,1 M KI akan menghasilkan ion OH – pada katodadan endapan I 2 pada anoda.c. Jenis ElektrodaAda dua jenis elektroda yaitu elektroda inert (tidak ikut bereaksi) dan elektroda noninert (yang sering ikut bereaksi). Contoh elektroda inert adalah Pt, Au, dan Grafit ( C). Logam-logam lain umumnya termasuk elektroda non inert. Misalnya bila padaelektrolisis H 2 O (dengan sedikit asam sulfat) dengan menggunakan elektroda Ptakan menghasilkan gas oksigen dan gas hidrogen. Sedangkan bila digunakanelektroda Cu terutama anoda Cu, logam ini akan melarut atau teroksidasi menjadiCu 2+ .d. Tegangan listrik yang dialirkanBila kita hendak mengelektrolisis dengan tegangan sumber arus lebih kecil dari 0,1volt maka listrik tidak akan mengalir. Hal ini disebabkan karena tahanan dalamlarutan yang lebih besar daripada daya listrik. Tetapi bila tegangan listrik ditinggikansedikit demi sedikit maka arus akan mengalir dan elektrolisis terjadi. Besarnyategangan arus listrik minimum untuk melangsungkan reaksi elektrolisis disebutpotensial urai (decomposition potential) untuk elektrolit bersangkutan.

Potensial urai untuk larutan :CuSO 4 1,6 voltPb(NO 3 ) 2 1,8 voltCd(NO 3 ) 2 2,3 voltAsam kuat 1,7 voltBasa kuat 1,7 volt5) Aspek kuantitatif dari elektrolisisDalam industri proses elektrolisis banyak digunakan. Khususnya dalam pemurnianlogam. Aspek kuantitatif dari elektrolisis terutama dikembangkan oleh Faraday.Pada tahun 1983, Michael Faraday seorang ahli sains berkebangsaan Inggrismenemukan bahwa selama elektrolisis (1) jumlah zat yang dihasilkan padaelektroda-elektroda berbanding lurus dengan jumlah listrik yang dialirkan dalamlarutan, dan (2) apabila sejumlah listrik dialirkan melalui larutan elektrolit yangberbeda, massa zat yang terbentuk pada elektroda-elektroda berbanding lurus denganmassa ekivalennya (massa atom dibagi dengan muatan ionnya atau valensinya).Dalam elektrolisis larutan AgNo 3 , untuk menghasilkan 1 atom Ag dibutuhkan 1elektron, sehingga untuk menghasilkan 1 mol Ag dibutuhkan 6,02 x 10 23 elektron atau 1mol elektron. 1 mol elektron bermuatan 96494 Coulomb atau dibulatkan menjadi 96500Coulomb. Dengan perkataan lain untuk membebaskan 1 massa ekivalen suatu unsurdiperlukan 96500 Coulomb.1 Faraday = 96500 Coulomb96500 Coulomb akan menghasilkan 1 mol/n unsur1 Coulomb = 1 Ampere x 1 detikContoh :Dalam elektrolisis larutan CuSO 4 dialirkan arus listrik sebesar 2 ampere dalam waktu 1jam. Berapakah logam Cu yang diendapkan pada katoda ?Jawaban :Cu 2+ (aq) + 2e – → Cu (p)Mengingat bahwa untuk mengendapkan 1 atom Cu dibutuhkan 2 elektron. Maka untukmengendapkan 1 mol Cu dibutuhkan 2 x 96500 Coulomb atau 2 x 96500 ampere detik.Arus listrik 2 ampere dalam waktu 1 jam menghasilkan 2 x 3600 ampere detik = 7200ampere detik.

Jadi 7200 ampere detik akan menghasilkan :7200 ampere det ik2x96500ampere det ik= 0,034x63,5gramCu= 2,159gramCux1molCu= 0,034molCuC. Rangkuman• Peristiwa kimia sebagai akibat adanya arus listrik ini disebut elektrolisis. Sedangkantempat berlangsungnya raksi tersebut disebut sel elektrolisis.• Beberapa faktor yang mempengaruhi elektrolisis adalah : potensial reduksi atau oksidasidari ion-ion, konsntrasi larutan, jenis elektrode, dan tegangan listrik yang dialirkan.D. Tes Formatif 3Lingkarilah huruf di depan jawaban yang anda anggap benar !1. Pada reaksi redoks di bawah iniSn + 4HNO 3 → SnO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O, yang berperan sebagai reduktor adalah ....A. SnB. HNO 3C. SnO 2D. NO 2E. H 2 O2. Pada elektrolisis leburan Al 2 O 3 (Ar O = 16, Al = 27) diperoleh 0,225 gram Al. Jumlahmuatan listrik yang diperlukan adalah .... (1 F = 96.500 C/mol)A. 221,9 CoulombB. 804,0 CoulombC. 1025,9 CoulombD. 2412,5 CoulombE. 8685,0 Coulomb3. Asam klorida yang bersifat pereduksi terdapat pada reaksi ....A. MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2B. Pb 3 O 4 + 8HCl → 3PbCl 2 + 4H 2 O + Cl 2C. K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O + 3Cl 2D. SnCl 2 + 2HCl + 2HNO 3 → SnCl 4 + 2H 2 O + 2NO 24. Arus listrik 965 mA dialirkan melalui suatu larutan asam selama 5 menit. Banyaknyagas hidrogen yang terbentuk adalah .... (1 F = 96.500 C/mol)A. 3,0 . 10 –3 molB. 2,5 . 10 –3 molC. 2,0 . 10 –3 molD. 1,5 . 10 –3 molE. 1,0 . 10 –3 mol

5. Elektrolisis suatu larutan natrium klorida menghasilkan 11,2 liter (STP) gas Cl 2 padaanoda. Banyaknya muatan listrik yang lewat adalah ....A. 2,00 FB. 1,50 FC. 1,00 FD. 0,50 FE. 0,25 F6. Pada elektrolisis larutan CuSO 4 yang menggunakan elektroda platina terbentuk endapanlogam Cu sebanyak 3,175 gram pada katoda. Volume gas yang terjadi pada anoda, jikadiukur pada keadaan dimana 5 dm 3 gas N 2 massanya 7 gram adalah .... (Ar Cu = 63,5N = 14)A. 0,5 dm 3B. 0,56 dm 3C. 1,00 dm 3D. 1,12 dm 3E. 2,00 dm 37. Pada suatu elektrolisis larutan MSO 4 pada katoda terbentuk 0,28 gram logam M.Larutan hasil elektrolisis dapat dinetralkan oleh 50 mL larutan 0,2 molar NaOH. Massaatom relatif unsur M adalah ....A. 28B. 42C. 56D. 70E. 848. Pada elektrolisis larutan MSO 4 memakai elektroda Pt, dapat dihasilkan 1,035 g logamM. Larutan hasil elektrolisis dititrasi dengan KOH 0,2 M. Ternyatan diperlukan 50 mL.Dari pengamatan ini dapat dihitung massa atom relatif logam adalah ....A. 103,5B. 207C. 118D. 63E. 20,79. Arus listrik yang sama dialirkan kedalam larutan CuCl 2 dan kedalam larutan CrCl 3 . bila0,635 g Cu terendapkan, maka banyaknya Cr yang terendapkan adalah .... (Ar Cr = 52,Cu = 63,5)A. 0,95 gB. 0,78 gC. 0,42 gD. 0,35 gE. 0,17 g10. Jumlah Faraday yang diperlukan untuk dapat mereduksi satu mol ion klorat (ClO 3 – )menjadi klorin (Cl 2 ) dalam larutan asam adalah ....A. 1B. 2

C. 3D. 5E. 1011. Pada elektrolisis larutan asam sulfat encer dihasilkan 22,4 liter gas hidrogen (STP).Dalam waktu yang sama, jumlah muatan listrik yang sama jika dialirkan kedalamlarutan tembaga (II) sulfat akan mengendapkan tembaga sebanyak ....A. 15,9 gB. 31,8 gC. 63,5 gD. 127,0 gE. 254,0 g12. Pada elektrolisis larutan NaCl 0,1 M dengan menggunakan elektroda-elektroda Pt ....A. Terbentuk ion hidroksida di katodaB. Terbentuk logam natrium di katodaC. Ion natrium bergerak ke anodaD. Terbentuk ion hidrogen di anodaE. Terbentuk gas oksigenE. Kunci Jawaban Formatif 31. Jawaban : ASn mengalami oksidasi, bilangan oksidasinya naik, disebut reduktor2. Jawaban : DElektrolisis elburan Al 2 O 3Katoda : Al 3+ + 3e – → AlW = eF27 C0,225 = .3 96.500C = 2412,5Coulomb3. Jawaban : APada reaksi (1), (2) dan (3) HCl bersifat pereduksi, sebab HCl mengalami oksidasimenjadi Cl 2 (bilangan oksidasi Cl naik dari –1 menjadi nol)4. Jawaban : D2H + + 2e – → H 2It 0,965.300−3F = = = 3.10 mol96.500 96.500arus listrik (jumlah elektron) = 3 . 10 –3 molmaka hidrogen yang terbentuk = 1,5 – 10 –3 mol (lihat koefisien)5. Jawaban : CElektrolisis larutan AgClKatoda : 2H 2 O + 2e – → H 2 + 2OH –Anoda : 2Cl – → Cl 2 + 2e –

11,2Mol Cl 2 (STP) = = 0,5mol22,4Jumlah arus (elektron) = 1 mol = 1 F (lihat koefisien)6. Jawaban : AElektrolisis larutan CuSO 4Katoda : Cu 2+ + 2e – → Cu x 2Anoda : 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e – x 12Cu 2+ + 2H 2 O → 2Cu + O 2 + 4H +3,175gmol Cu = = 0,05mol63,5mol gas oksigen O 2 = 0,025 mol (lihat koefisien). Menghitung volume gas O 2 denganmembandingkan gas N 2 pada suhu dan tekanan tertentumolO2molN2=volumeO volumeN0,025 7 / 28=x 5x = 0,5liter227. Jawaban : CElektrolisis larutan MSO 4Katoda : M 2+ + 2e – → M x 2Anoda : 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e – x 12M 2+ + 2H 2 O → 2M + O 2 + 4H +0,28gmol unsur M = ArMpada proses penetralan :mol H + = mol OH –mol H + 50.0,2= mol = 0, 01mol1000mol unsur M = 0,05 mol (lihat koefisien)0,28g Ar M = = 560,0058. Jawaban : BElektrolisis larutan MSO 4Katoda : M 2+ + 2e – → M x 2Anoda : 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e – x 12M 2+ + 2H 2 O → 2M + O 2 + 4H +1,035gmol logam M = ArMpada proses penetralan :mol H + = mol OH –

mol H + 50.0,2= mol = 0, 01mol1000mol logam M = 0,005 mol (lihat koefisien)1,035g Ar M = = 2070,059. Jawaban : DWCuεCu=W εCr0,635=xCr63,52523x = 0,35gram10. Jawaban : D2ClO 3 – + 12H + + 10e – → Cl 2 + 6H 2 O1 mol 5 molJumlah mol elektron = jumlah arus (F) = 511. Jawaban : CReaksi yang menghasilkan gas hidrogen :2H + + 2e – → H 222,4= 1 mol = 2 g22,4WHe2 H 2=W eCu2=x2263,52Cux = 63,5 gram12. Jawaban : AElektrolisis larutan NaClKatoda : 2H 2 O + 2e – → H 2 + 2OH –Anoda : 2Cl – → Cl 2 + 2e –Di katoda larutan bersifat basa, karena terbentuk ion hidroksida

e. Lembar Kerja 3ELEKTROLISISTujuan :• Menentukan katoda dan anoda pada sel elektrolisis• Mempelajari perubahan yang terjadi pada elektrolisis larutan CuSO 4 dan KIAlat-alat :• Tabung U• Elektroda karbon• Sumber arus 6 volt• Jepit buaya

Bahan-bahan :• Larutan CuSO 4 0,5 M• Larutan KI 0,5 M• Larutan Penolftalein• Larutan amilum/kanji• Kertas lakmusCara Kerja :1. Elektrolisis CuSO 4 0,5 Ma. Masukkan larutan CuSO 4 0,5 M kedalam tabung U sampai 1 cm dari ujung atastabung U.b. Hubungkan elektroda-elektroda (menggunakan batang karbon) dengan sumberarus listrik selama ± 15 menit.c. Amati perubahan yang terjadi pada anoda dan katoda.d. Keluarkan elektroda dari anoda, pindahkan 2 ml larutan dari anoda kedalamtabung reaksi, kemudian uji dengan lakmus (lakmus merah dan biru).2. Elektrolisis larutan KI 0,5 M• Seperti kegiatan A, elektrolisis larutan KI 0,5 M• Keluarkan elektroda dari kedua ujung tabung U, pindahkan masing-masing 2 mlkedalam tabung 1 larutan dari katoda, dan tabung 2 larutan dari anoda.Tambahkan kedalam masing-masing tabung, 1-2 tetes larutan amilum kedalamtabung 1, dan 1-2 tetes penolftalein ke dalam tabung 2.7. Data Pengamatan :1. Perubahan yang terjadi pada :Anoda : ............................................Katoda : ............................................2. Larutan dari ruang anoda :i.Warna : ............................................ii.Perubahan warna lakmus :Merah : ............................................Biru : ............................................

Cairan dalamruangAnoda (+)Perubahan selamaelektrolisisPerubahan setelahditambahpenolftaleinPerubahan setelahditambah amilumKatoda ( - )8. Pertanyaan :A. 1. Zat apa yang terjadi pada katoda, tuliskan reaksinya !2. Bila gas yang terjadi pada anoda adalah oksigen, tuliskan persamaan reaksinya3. Ion apa yang terjadi pada anoda setelah diuji dengan lakmus ?B. 1. Zat apa yang terjadi di ruang anoda sebagai hasil elektrolisis ?2. Ion apa yang terdapat di ruang katoda setelah dielektrolisis, jelaskan !3. Tuliskan persamaan setengah sel reaksi yang terjadi pada :b. Katoda :c. Anoda :Evaluasi1. Jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi redoks : 3As+5NO 3 – +4OH – +5NO+2H 2 Oadalah ....F. 3G. 5H. 9I. 12J. 152. Bilangan oksidasi klorin dalam kalium klorat adalah ....A. – 1B. +1C. +3D. +5E. +73. Diantara reaksi-reaksi di bawah ini yang termasuk redoks adalah ....A. SnCl 2 + I 2 + 2HCl → SnCl 4 + 2HIB. H 2 + Cl 2 → 2HCl

C. Cu 2 O + C → 2Cu + COD. CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O4. Pada reaksi 2CO + 2NO → 2CO 2 + N 2 , bilangan oksidasi N berubah dari ....A. +2 ke 0B. +2 ke +1C. +3 ke +1D. +3 ke +2E. +4 ke 05. Diketahui data :Cu 2+ (aq) + 2e - → Cu E o = +0,34 VPb 2+ (aq) + 2e - → Pb E o = - 0,13 VMg 2+ (aq) + 2e - → Mg E o = - 2,34 VData tersebut memberikan informasi bahwa akan berlangsung reaksi berikut ….A. Cu + Mg 2+ (aq) (1 M)B. Pb + Cu 2+ (aq) (1 M)C. Pb + Mg 2+ (aq) (1 M)D. Mg + Cu 2+ (aq) (1 M)6. Logam kadmium diletakkan dalam larutan CuSO 4 1,0 M pada suhu 25°C, E o Cd 2+ ⎜ Cd= -0,40 V dan E o Cu 2+ ⎜ Cu = 0,34 V yang benar adalah …. (E o = potensial standar)A. Tidak terjadi reaksi antara Cd dan larutan CuSO 4B. Cd mereduksi ion Cu 2+C. Cu mereduksi ion Cd 2+ yang terbentukD. Ion Cu 2+ mereduksi CdE. Cd mereduksi ion SO 42-7. Berdasarkan data :Fe 2+ + 2e - → Fe E o = - 0,44 VPb 2+ + 2e - → Pb E o = - 0,13 VZn 2+ + 2e - → Zn E o = - 0,76 VSn 2+ + 2e - → Sn E o = - 0,14 VMaka reaksi yang dapat berlangsung dalam keadaan standar adalah ….A. Fe 2+ + Zn → Fe + Zn 2+B. Pb 2+ + Fe → Pb + Fe 2+C. Sn 2+ + Zn → Sn + Zn 2+D. Zn 2+ + Pb → Zn + Pb 2+8. Serbuk Fe dan serbuk Pb dimasukkan kedalam suatu larutan yang mengandung Fe 2+ danPb 2+ dengan konsentrasi masing-masing 1,0 M. Dari data E o Fe = - 0,44 volt dan E o Pb =- 0,13 volt, maka akan terjadi reaksi ….A. Yang menghasilkan Fe 2+ dan Pb 2+B. Yang menghasilkan Fe 2+ dan PbC. Yang menghasilkan Fe dan PbD. Yang menghasilkan Fe dan Pb 2+E. Pengendapan Fe dan Pb9. Logam A dapat mendesak logam B dari larutannya, logam C dapat mendesak logam Bdari larutannya, logam C tidak dapat mendesak logam A dari larutannya. Urutanpotensial reduksi yang semakin negatif dari ketiga logam itu adalah ….

A. A > B > CB. A > C > BC. C > B > AD. B > C > AE. C > A > B10. Pada elektrolisis larutan CuSO 4 yang menggunakan elektroda platina terbentuk endapanlogam Cu sebanyak 3,175 gram pada katoda. Volume gas yang terjadi pada anoda, jikadiukur pada keadaan dimana 5 dm 3 gas N 2 massanya 7 gram adalah .... (Ar Cu = 63,5N = 14)A. 0,5 dm 3B. 0,56 dm 3C. 1,00 dm 3D. 1,12 dm 3E. 2,00 dm 311. Pada suatu elektrolisis larutan MSO 4 pada katoda terbentuk 0,28 gram logam M.Larutan hasil elektrolisis dapat dinetralkan oleh 50 mL larutan 0,2 molar NaOH. Massaatom relatif unsur M adalah ....A. 28B. 42C. 56D. 70E. 8412. Pada elektrolisis larutan MSO 4 memakai elektroda Pt, dapat dihasilkan 1,035 g logamM. Larutan hasil elektrolisis dititrasi dengan KOH 0,2 M. Ternyatan diperlukan 50 mL.Dari pengamatan ini dapat dihitung massa atom relatif logam adalah ….A. 103,5B. 207C. 118D. 63E. 20,713. Arus listrik yang sama dialirkan kedalam larutan CuCl 2 dan kedalam larutan CrCl 3 . bila0,635 g Cu terendapkan, maka banyaknya Cr yang terendapkan adalah .... (Ar Cr = 52,Cu = 63,5)A. 0,95 gB. 0,78 gC. 0,42 gD. 0,35 gE. 0,17 g14. Jumlah Faraday yang diperlukan untuk dapat mereduksi satu mol ion klorat (ClO 3 – )menjadi klorin (Cl 2 ) dalam larutan asam adalah ....A. 1B. 2C. 3D. 5E. 10

15. Pada elektrolisis larutan asam sulfat encer dihasilkan 22,4 liter gas hidrogen (STP).Dalam waktu yang sama, jumlah muatan listrik yang sama jika dialirkan kedalamlarutan tembaga (II) sulfat akan mengendapkan tembaga sebanyak ....A. 15,9 gB. 31,8 gC. 63,5 gD. 127,0 gE. 254,0 gKunci Jawaban1. Jawaban : EJumlah mol elektron = selisih bilangan oksidasi3-3As → 3AsO 4 5NO - 3 → 5NO3(0) 3(+5) 5(+5) 5(+2)15e – 15e –2. Jawaban : DBilangan oksidasi klorin dalam kalium klorat KclO 3 adalah = +53. Jawaban : APada reaksi redoks terjadi perubahan bilangan oksidasi.4. Jawaban : ABilangan oksidasi nitrogen berubah dari +2 pada NO menjadi nol pada N 25. Jawaban : CReaksi redoks berlangsung spontan bila reaksi tersebut mempunyai E o sel > 06. Jawaban : BCu 2+ mengalami reduksi (karena gemlike E o lebih besar) dan sebaliknya Cd akanteroksidasi.Cd + CuSO 4 → Cu + CdSO 47. Jawaban : APosisi keempat logam dalam deret volta, ke kanan E o makin besarZn – Fe – Sn – PbLogam kiri dapat mereduksi ion logam kanan.8. Jawaban : BOleh karena E o Fe < E o Pb, maka Fe cenderung mengalami oksidasi dan Pb 2+ cenderungmengalami reduksi. Reaksi yang terjadi sebagai berikut :Fe + Pb 2+ → Fe 2+ + Pb9. Jawaban : DLogam kiri dapat mereduksi ion logam kanan dalam deret volta.A di kiri B C di kiri B C di kanan AUrutan dalam deret volta, A – C – B makin ke kanan potensial reduksi, E o makin besarurutan E o yang makin kecil : B – C – A

10. Jawaban : AElektrolisis larutan CuSO 4Katoda : Cu 2+ + 2e – → Cu x 2Anoda : 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e – x 12Cu 2+ + 2H 2 O → 2Cu + O 2 + 4H +3,175gmol Cu = = 0,05mol63,5mol gas oksigen O 2 = 0,025 mol (lihat koefisien). Menghitung volume gas O 2 denganmembandingkan gas N 2 pada suhu dan tekanan tertentumolO2molN2=volumeO volumeN0,025 7 / 28=x 5x = 0,5liter2211. Jawaban : CElektrolisis larutan MSO 4Katoda : M 2+ + 2e – → M x 2Anoda : 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e – x 12M 2+ + 2H 2 O → 2M + O 2 + 4H +0,28gmol unsur M = ArMpada proses penetralan :mol H + = mol OH –mol H + 50.0,2= mol = 0, 01mol1000mol unsur M = 0,05 mol (lihat koefisien)0,28g Ar M = = 560,00512. Jawaban : BElektrolisis larutan MSO 4Katoda : M 2+ + 2e – → M x 2Anoda : 2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e – x 12M 2+ + 2H 2 O → 2M + O 2 + 4H +1,035gmol logam M = ArMpada proses penetralan :mol H + = mol OH –mol H + 50.0,2= mol = 0, 01mol1000mol logam M = 0,005 mol (lihat koefisien)

Ar M =13. Jawaban : DWCuεCu=W εCr0,635=xx = 0,35gram1,035g = 2070,05Cr63,5252314. Jawaban : D2ClO 3 – + 12H + + 10e – → Cl 2 + 6H 2 O1 mol 5 molJumlah mol elektron = jumlah arus (F) = 515. Jawaban : CReaksi yang menghasilkan gas hidrogen :2H + + 2e – → H 222,4= 1 mol = 2 g22,4WHe2 H 2=W eCu2=x2263,52Cux = 63,5 gramIV. PenutupUntuk dapat mengikuti Kodul selanjutnya minimal anda dapat menguasai modul ini yaitu :Aspek Kognitif : 80 %Aspek Psikomotor : 90 %Aspek Sikap 90 %

DAFTAR PUSTAKABrady, James E., Holum, John R., 1994, General of Chemistry, 5 d Edition, New York :John Wiley & Son.Bodner, George M.,Pardue Harry L., 1995, Chemistry an Experimental Science, New York: John Wiley & Son second editionHoltzclaw, Henry F. and Robinson, Holtzclaw. (1988). College Chemistry with QualitativeAnalysis. Toronto : D.C. Health and Company, eighth edition.Malone, Leo J, 1994, Basic Concepts of Chemistry, 4 th Edition, New York : John Wiley &Son.Yayan Sunarya, 2000, Kimia Dasar 2, Bandung : Alkemi Grafisindo Press,