WELCOME TO MY BLOG OF BUSINESS

Sabtu, 13 Oktober 2012

Modul Kimia Kelas XI Semester Ganjil


MODUL KIMIA
KELAS XI SEMESTER GANJIL


RUANG LINGKUP MATERI
  1. Standar Kompetensi :Memahami Konsep Reaksi Kimia
Kompetensi Dasar :

    1. Reaksi Asam Basa dan Reaksi Redoks
    2. Konsep Reaksi Reduksi dan Oksidasi
  1. Standar kompetensi : Memahami konsep larutan elektrolit dan elektrokimia
Kompetensi Dasar

  1. Larutan Elektrolit dan non Elektrolit
  2. Satuan –satuan Konsentrasi
  3. Konsep reaksi Redoks dalam Elektrokimia


KEGIATAN BELAJAR 1

Standar Kompetensi  : Memahami Konsep Reaksi Kimia
Kompetensi Dasar :

  1. Reaksi Asam Basa dan Reaksi Redoks
  2. Konsep Reaksi Reduksi dan Oksidasi

A.  REAKSI ASAM BASA DAN REAKSI REDOKS

Reaksi Kimia dan Persamaan Reaksi Kimia
Persamaan reaksi kimia menggambarkan perubahan zat- zat yang bereaksi. Persamaan reaksi kimia meliputi rumus kimia dari zat-zat yang pereaksi dan zat-zat hasil reaksi  yang dihubungkan dengan tanda panah. Fasa zat-zat yang bereaksi dinyatakan dengan lambang s untuk padat ( solid ), g untuk gas ( gases ), l untuk cair ( liquid), dan aq untuk zat-zat terlarut ( aquaeus ).
Dalam suatu reaksi berlaku hukum kekekalan massa. Massa zat-zat yang bereaksi sama dengan massa zat-zat hasil reaksi. Untuk itu suatu persamaan reaksi harus setara, yaitu jumlah atom diruas kiri harus sama dengan jumlah atom diruas kanan. untuk membuat suatu persamaan reaksi setara ditambahkan koefisien yaitu bilangan didepan rumus.

Contoh persamaan reaksi setara

C3H8 ( g) +  5 O2(g)            3 CO2(g)  +   4 H2O(l)

Pada persamaan reaksi diatas, koefisien  C3H8 = 1, koefisien O2 = 5, koefisien CO2 = 3 dan koefisien H2O = 4. C3H8, O2 dan H2O berwujud gas, sedangkan H2O berwujud cair.

Beberapa jenis reaksi adalah  reaksi reduksi oksidasi  ( redoks)  dan reaksi asam basa.

Reaksi Asam Basa
Larutan Asam dan Larutan Basa

Sifat asam dan basa termasuk pokok bahasan yang penting dalam ilmu kimia. Dalam kehidupan sehari-hari, sifat ini dapat kita jumpai misalnya rasa asam dari buah jeruk dan cuka. Rasa asam tersebut berasal dari asam yang terkandung dalam buah jeruk dan cuka, yaitu asam sitrat dan asam cuka. Asam askorbat dalam vitamin C adalah zat penting dalam makanan kita.
Untuk mengetahui sifat suatu senyawa apakah asam, basa, atau netral, cara yang digunakan adalah mengujinya dengan indikator
asam-basa. Beberapa indikator asam-basa yaitu :
a. Lakmus merah dan lakmus biru
Asam mengubah kertas lakmus biru menjadi merah. Sedangkan basa mengubah kertas lakmus merah menjadi biru. Senyawa netral tidak mengubah warna kedua kertas lakmus.
b. Indikator universal
Dengan indikator universal, kita bisa langsung mengetahui berapa pH (kekuatan asam / basa) dari suatu senyawa dengan membandingkan warna indikator yang terkena senyawa dengan warna standar. Biasanya range pH indikator universal adalah 1-14.
Asam : pH < 7
Netral : pH = 7
Basa : pH > 7
c. pH meter
pH larutan juga bisa diukur dengan pH meter. Alat digital ini memberikan nilai pH yang lebih akurat daripada indikator universal. Sebenarnya, beberapa senyawa di alam bisa digunakan sebagai indikator asam-basa, seperti kunyit, air bunga, dan sebagainya.

Berbagai Jenis asam
Rumus Asam
Nama Asam
Reaksi Ionisasi
Valensi Asam
Sisa Asam
Asam-asam Kuat
HCl
H2SO4
HNO3

Asam-asam Lemah
H3PO4
CH3COOH
H2CO3


Asam Klorida
Asam Sulfat
Asam Nitrat



Asam Fosfat
Asam Asetat
Asam Karbonat


HCl              H+  + Cl-
H2SO4          2 H+   +  SO42-
HNO3           H+   + NO3-



H3PO4           3 H+  + PO43-
CH3COOH          H+  + CH3COO-
H2CO3         2 H+  + CO32-


1
2
1



3
1
2


Cl-
SO42-
NO3-



PO43-
CH3COO-
CO32-



Berbagai Jenis Basa
Rumus Basa
Nama Basa
Reaksi Ionisasi



NaOH              Na+  + OH-
KOH             K+   +  OH-
Mg(OH)2              Mg2+   + OH-



NH4OH             NH4+  +   OH-
Valensi Basa

Basa Kuat
NaOH
KOH
Mg(OH)2

Basa Lemah
NH4OH


Natrium Hidroksida
Kalium Hidroksida
Magnesium Hidroksida



Amonium Hidroksida


1
1
2



1



Reaksi- reaksi Asam Basa
Reaksi- reaksi asam basa meliputi

  1. Asam + Basa
  2. Asam  + Oksida Basa
  3. Oksida Asam  + Basa
  4. Oksiada asam + Oksida Basa
  5. Amonia  + Asam
  6. Logam dengan asam kuat encer
  7. Reaksi logam dengan garam

  1. Reaksi Asam dengan Basa
Asam bereaksi dengan basa membentuk garam dan air

ASAM  +   BASA                      GARAM   +   AIR

Contoh :
Asam klorida bereaksi dengan natrium hidroksida membentuk garam NaCl dan air.

HCl  + NaOH              NaCl   +   H2O

  1. Reaksi Oksida basa dengan Asam

OKSIDA ASAM  +  BASA                 GARAM  +   AIR

Contoh :
Reaksi kalsium oksida dengan asam klorida encer
CaO(s)    +   2 HCl              CaCl2(aq)    + H2O (l)


  1. Reaksi Oksida Asam dengan basa

                                     OKSIDA ASAM  +  BASA            GARAM  +  AIR
Contoh :
Reaksi karbon dioksida dengan air kapur membentuk endapan kalsium karbonat.
CO2(g)    +  Ca(OH)2             CaCO3    +   H2O

  1. Reaksi Oksida asam dan oksida basa

OKSIDA ASAM  +  OKSIDA BASA              GARAM

Contoh
Karbon dioksida bereaksi dengan kalsium oksida membentuk kalsium karbonat
CO2(g)    +  CaO(s)                CaCO3 (s)

  1. Reaksi Amonia dengan Asam

NH3 + ASAM               GARAM AMONIUM

Contoh
Reaksi NH3 dengan asam klorida
NH3 (g)  +  HCl (aq)                  NH4Cl(aq)


  1. Reaksi logam dengan asam kuat encer
Logam + Asam kuat encer              Garam  +   Gas H2

Contoh :
Reaksi zink dengan asam klorida encer
Zn(s)   +   2HCl (aq)               ZnCl2 (aq) +  H2 (g)

g. Reaksi logam dengan garam
Logam yang lebih reaktif dapat mendesak  logam yang kurang reaktif dari larutan garamnya.
Contoh :
Reaksi logam zink dengan larutan tembaga (II) sulfat
Zn(s)  +  Cu2+ (aq)                 Zn2+(aq)  +  Cu (s)


Soal Latihan
Tuliskan persamaan reaksi dari reaksi berikut ini

  1. Larutan kalsium hidroksida  + larutan asam klorida
  2. Magnesium hidroksida padat + larutan asam nitrat
  3. Aluminium hidroksida padat  + larutan asam klorida
  4. Tembaga (II) oksida padat  + larutan asam klorida
  5. Gas karbon dioksida  + larutan natrium hidroksida
  6. Difosfor penta oksida padat + larutan kalium hidrksida
  7. Gas ammonia + larutan asam nitrat
  8. Larutan natrium karbonat + larutan asam sulfat
  9. Zink sulfide padat + larutan asam klorida encer
  10. Larutan perak nitrat + larutan kalsium klorida
  11. Larutan kalsium sulfat + larutan natrium karbonat
  12. Larutan magnesium klorida + larutan natrium hidroksida
  13. Larutan barium klorida + larutan natrium fosfat
  14. Aluminium + larutan asam sulfat
  15. Aluminium + Larutan tembaga (II) sulfat

B. KONSEP REAKSI REDUKSI DAN OKSIDASI

Reaksi Reduksi Dan Oksidasi

Reaksi reduksi adalah reaksi penangkapan elektron atau reaksi terjadinya penurunan bilangan oksidasi. Sedangkan reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron atau reaksi terjadinya kenaikan bilangan oksidasi. Jadi, reaksi redoks adalah (reduksi dan oksidasi) adalah reaksi penerimaan dan pelepasan elektron atau reaksi terjadinya penurunan dan kenaikan bilangan oksidasi.
Pentingnya reaksi oksidasi-reduksi dikenali sejak awal kimia. Dalam oksidasi-reduksi, suatu entitas diambil atau diberikan dari dua zat yang bereaksi. Situasinya mirip dengan reaksi asam basa. Singkatnya, reaksi oksidasi-reduksi dan asam basa merupakan pasangan sistem dalam kimia. Reaksi oksidasi reduksi dan asam basa memiliki nasib yang sama, dalam hal keduanya digunakan dalam banyak praktek kimia sebelum reaksi ini dipahami. Konsep penting secara perlahan dikembangkan: misalnya, bilangan oksidasi, oksidan (bahan pengoksidasi), reduktan (bahan pereduksi), dan gaya gerak listrik, persamaan Nernst, hukum Faraday tentang induksi elektromegnet dan elektrolisis.



Perbedaan oksidasi reduksi
Klasik
Oksidasi: reaksi antara suatu zat dengan oksigen
Reduksi : reaksi antara suatu zat dengan hydrogen

Modern
Oksidasi
- Kenaikan Bilangan Oksidasi
- Pelepasan Elektron
Reduksi
- Penurunan Bilangan Oksidasi
- Penangkapan Elektron

Oksidator
- Mengalami Reduksi
- Mengalami Penurunan Bilangan Oksidasi
- Mampu mengoksidasi
- Dapat menangkap electron

Reduktor
- Mengalami oksidasi
- Mengalami kenaikan Bilangan Oksidasi
- Mampu mereduksi
- Dapat memberikan electron

Auto Redoks
  • Reaksi redoks di mana sebuah zat mengalami reduksi sekaligus oksidasi


Bilangan Oksidasi

Pengertian Bilangan Oksidasi :
Muatan listrik yang seakan-akan dimiliki oleh unsur dalam suatu senyawa atau ion.
Harga bilangan oksidasi
1. Unsur bebas bilangan Oksidasi = 0
2.   Oksigen
Dalam Senyawa Bilangan Oksidasi = -2
Kecuali :
a. Dalam peroksida, Bilangan Oksidasi = -1
b. Dalam superoksida, Bilangan Oksida = -1/2
c. Dalam OF2, Bilangan Oksidasi = +2
3. Hidrogen dalam senyawa, Bilangan Oksidasi = +1, kecuali dalam hibrida = -1
4. Unsur-unsur Golongan IA dalam senyawa, Bilangan Oksidasi = +1
5. Unsur-unsur Golongan IIA dalam senyawa, Bilangan Oksidasi = +2
6. Bilangan Oksidasi molekul = 0
7. Bilangan Oksidasi ion = muatan ion
8. Unsur halogen :
F : 0, -1
Cl : 0, -1, +1, +3, +5, +7
Br : 0, -1, +1, +5, +7
I : 0, -1, +1, +5, +7

Contoh soal :

1. Manakah yang termasuk reaksi redoks?
a. NaOH + HCl             NaCl + H2O
b. Ag+ (aq) + Cl-( aq)             AgCl(s)
c. CaCO3            CaO + CO2
d. CuO +   CO                Cu + CO2
e. O2 + O             O3

Jawab : d
Perhatikan atom Cu dari biloks +2 (pada CuO) berubah menjadi 0 (pada Cu). Jika satu atom mengalami perubahan, termasuk redoks karena pasti akan diikuti oleh perubahan lainnya.

2. Manakah reaksi berikut yang bukan termasuk reaksi redoks?
a. Zn + 2H2SO4             ZnSO4 + H2
b. 2CrO4 2- + 2H+              Cr2O7 2- + H2O
c. Cu2++ Ni            Cu + Ni2+
d. C3H8 + 5O2            3CO2 + 4H2O
e. Cl2 + 2KOH             KCl + KClO + H2O

Jawab :
Perhatikan pilihan semua jawaban. semuanya ada atom (biloks 0) membentuk senyawanya. Berarti biloks ada yang positif ada yang negatif. Dari 0 ke positif atau negatif  ada perubahan dan ini berarti reaksi redoks. Sedangkan pilihan b biloks pada Cr2O4 2- sebesar +6 dan pada Cr2O7 2- sebesar +6 jadi tidak ada perubahan biloks
Dasar : reaksi redoks (reduksi oksidasi) Contoh: Dalam reaksi Fe dan Cu+2, Fe mengalami kenaikan bilangan oksidasi (oksidasi); Cu+2 mengalami penurunan bilangan oksidasi (reduksi)

Oksidator dan Reduktor

Oksidator adalah  zat pengoksidasi, tetapi mengalami reduksi.
Reduktor adalah zat pereduksi, tetapi mengalami oksidasi.
Contoh-contoh :


                   oksidasi
Oksidator : O2
            +4  -2            0                      +6   -2 Reduktor : SO2
1. 2 SO2   + O2           2 SO3

                                          Reduksi
         Oksidasi

 0                       +1   -1                    +2       -1                 0                             Oksidator : HCl
2. Mg    +    2 HCl              MgCl2    +   H2                                Reduktor  : Mg


                                 Reduksi

              Oksidasi

         +2   -1            0                        +3  -1                                                                   Oksidator : Cl2
3. FeCl2 +  Cl2             FeCl3                                                                 Reduktor : FeCl2

                         Reduksi

                                
                                   Oksidasi

         +2  -2               -3 +1                         0               0                   +1 -2                    Oksidator : CuO
4. CuO    +   NH3             Cu   +    N2    +   H2O             Reduktor  : NH3


             Reduksi


                             Oksidasi

     +3     -2          +2 -2                      0                  +4 -2
5. Fe2O3  +  CO          2 Fe   +   3 CO2                                         Oksidator : Fe2O3
                                                                             Reduktor  : CO
     
Reduksi

Soal Latihan
  1. Tentukan  bilangan oksidasi masng-masing atom dalam unsure, senyawa atau ion berikut :
    1. Fe
    2. SO2
    3. HNO3
    4. C
    5. CaCO3
    6. H2
    7. NO3-
    8. KMnO4
    9. NaHSO4
    10. Zn2+
  2. Tentukan oksidator dan reduktor dari reaksi redoks berikut :
a. NiO + CO                    Ni + CO2
b. 2SO2  +   O2                2SO3
c. P4  +  O2                2P2O5
d. Mg  +   2 HCl            MgCl2   +  H2
e. 3CuO  +  2NH3             3Cu   +  N2   +  3 H2O



KEGIATAN BELAJAR 2

Standar kompetensi : Memahami konsep larutan elektrolit dan elektrokimia
Kompetensi Dasar

  1. Larutan Elektrolit dan non Elektrolit
  2. Satuan –satuan Konsentrasi
  3. Konsep reaksi Redoks dalam Elektrokimia


A. LARUTAN ELEKTROLIT DAN LARUTAN NON ELEKTROLIT

Larutan elektrolit
Berdasarkan kemampuan menghantarkan arus listrik (didasarkan pada daya ionisasi), larutan dibagi menjadi dua, yaitu larutan elektrolit, yang terdiri dari elektrolit kuat dan elektrolit lemah serta larutan non elektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik.

1 Larutan Elektrolit Kuat
Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang mempunyai daya hantar arus listrik, karena zat terlarut yang berada didalam pelarut (biasanya air), seluruhnya dapat berubah menjadi ion-ion dengan harga derajat ionisasi adalah satu (α = 1). Yang tergolong elektrolit
kuat adalah :

  • Asam kuat, antara lain: HCl, HClO3, HClO4, H2SO4, HNO3 dan lainlain.
  • Basa kuat, yaitu basa-basa golongan alkali dan alkali tanah, antara lain : NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, Ba(OH)2 dan lain-lain.
  • Garam-garam yang mempunyai kelarutan tinggi, antara lain : NaCl, KCl, KI, Al2(SO4)3 dan lain-lain.


2 Larutan Elektrolit Lemah
Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang mampu menghantarkan arus listrik dengan daya yang lemah, dengan harga derajat ionisasi lebih dari nol tetapi kurang dari satu (0 < α < 1). Yang tergolong elektrolit lemah adalah:
�� Asam lemah, antara lain: CH3COOH, HCN, H2CO3, H2S dan lainlain.
�� Basa lemah, antara lain: NH4OH, Ni(OH)2 dan lain-lain.
�� Garam-garam yang sukar larut, antara lain: AgCl, CaCrO4, PbI2 dan lain-lain.

5.2.3 Larutan non-Elektrolit
Larutan non-elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, hal ini disebabkan karena larutan tidak dapat menghasilkan ion-ion (tidak mengion). Yang termasuk dalam larutan non elektrolit antara lain :

  • Larutan urea
  • Larutan sukrosa
  • Larutan glukosa
  • Larutan alkohol dan lain-lain


B. SATUAN PENGUKURAN KONSENTRASI LARUTAN

Konsentrasi Larutan
Konsetrasi larutan merupakan cara untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara zat terlarut dan pelarut.
o Konsentrasi : jumlah zat tiap satuan volum (besaran intensif)
o Larutan encer : jumlah zat terlarut sangat sedikit
o Larutan pekat : jumlah zat terlarut sangat banyak
o Cara menyatakan konsentrasi: molar, molal, persen, fraksi mol, bagian per sejuta (ppm), dll

1.  Molaritas (M)
Molaritas adalah jumlah mol zat terlarut dalam satu liter larutan.

M =   Mol zat terlarut
        Liter larutan

Contoh :
Berapakah molaritas 0.4 gram NaOH (Mr = 40) dalam 250 mL larutan ?
Jawab :
M =  mol/ L
   =  ( 0,4/40 ) / 0,25
= 0,2


2 Fraksi Mol (X)
Fraksi mol adalah perbandingan antara jumlah mol suatu  komponen dengan jumlah total seluruh komponen dalam larutan. Fraksi mol total selalu satu. Konsentrasi dalam bentuk ini tidak mempunyai satuan karena merupakan perbandingan.

Contoh :
suatu larutan terdiri dari 2 mol zat A, 3 mol zat B, dan 5 mol zat C. Hitung fraksi mol masing-masing zat !

Jawab :
XA = 2 / (2+3+5) = 0.2
XB = 3 / (2+3+5) = 0.3
XC = 5 / (2+3+5) = 0.5
XA + XB + XC = 1

3 Persen Berat (% w/w)
Persen berat menyatakan jumlah gram berat zat terlarut dalam 100 gram larutan.
Contoh :
larutan gula 5%, berarti dalam 100 gram larutan gula terdapat :
  • (5/100) x 100 gram gula = 5 gram gula
  • (100 – 5) gram air = 95 gram air

3 Bagian per juta (part per million, ppm)
ppm = massa komponen larutan (g) per 1 juta g larutan
• untuk pelarut air : 1 ppm setara dengan 1 mg/liter


Stoikiometri Larutan
Pada stoikiometri larutan, di antara zat-zat yang terlibat reaksi, sebagian atau seluruhnya berada dalam bentuk larutan.
Soal-soal yang menyangkut bagian ini dapat diselesaikan dengan cara hitungan kimia sederhana yang menyangkut kuantitas antara suatu komponen dengan komponen lain dalam suatu reaksi.
Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah :
a) Menulis persamaan reaksi
b) Menyetarakan koefisien reaksi
c) Memahami bahwa perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol
Karena zat yang terlibat dalam reaksi berada dalam bentuk  larutan,
maka mol larutan dapat dinyatakan sebagai:

n = V . M

keterangan:
n = jumlah mol
V = volume (liter)
M = molaritas larutan

Contoh :
1. Hitunglah volume larutan 0,05 M HCl yang diperlukan untuk melarutkan 2,4 gram logam magnesium (Ar = 24 g/mol).
Jawab :
Mg(s) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g)
Mol Mg = Ar/g molg
          = 24 /2,4
=  0,1 mol

Satu mol Mg setara dengan 2 mol HCl (lihat persamaan reaksi).

Mol HCl = 2 x mol Mg
                    = 2 x 0,1 mol
                    = 0,2 mol
Volume HCl = M/ n
                    = 0,05/0,2
                    = 4 L
2. Berapa konsentrasi larutan akhir yang dibuat dari larutan dengan konsentrasi 5 Molar sebanyak 10 mL dan diencerkan sampai dengan volume 100 mL.
Jawab :
V1 . M1 = V2 . M2
10. 5      = 100. M2
                   = 0,5M
3. Berapa konsentrasi larutan NaCl akhir yang dibuat dengan melarutkan dua larutan NaCl, yaitu 200 mL NaCl 2M dan 200 mL NaCl 4M.
Jawab :
M = (V1 . M1 + V2 . M2)
        (V1 + V2 )
M = ( 200. 2 + 200.4) : (200 + 200)
M = 3


C. REDOKS  DALAM  ELEKTROKIMIA

Elektrokimia : Hubungan Reaksi kimia dengan daya gerak listrik (aliran elektron)
• Reaksi kimia menghasilkan daya gerak listrik (sel galvani)
• Daya gerak listrik menghasilkan reaksi kimia (sel elektrolisa)
Sel elektrokimia : sistem yang terdiri dari elektroda yang tercelup pada larutan elektrolit.
Sel elektrokimia terdiri atas sel volta/ sel galvanic dan sel elektrolisis

Sel Elektrokimia
1. Sel Volta/Galvani
a. Prinsip-prinsip sel volta atau sel galvani :
Gerakan elektron dalam sirkuit eksternal akibat adanya reaksi redoks.
Aturan sel Volta:
- Terjadi perubahan : energi kimia menjadi energi listrik
- Pada anoda, elektron adalah produk dari reaksi oksidasi; anoda kutub negatif
- Pada katoda, elektron adalah reaktan dari reaksi reduksi; katoda = kutub positif

  • Elektron mengalir dari anoda ke katoda



Contoh sel volta : Sel kering atau sel leclance dan sel aki
1.   Sel Kering atau Sel Leclance
Sel ini sering dipakai untuk radio, tape, senter, mainan anak-anak, dll. Katodanya sebagai terminal positif terdiri atas karbon (dalam bentuk grafit) yang terlindungi oleh pasta karbon, MnO2 dan NH4Cl2
Anodanya adalah lapisan luar yang terbuat dari seng dan muncul dibagian bawah baterai sebagai terminal negatif.
Elektrolit : Campuran berupa pasta : MnO2 + NH4Cl + sedikit air
Reaksi anoda adalah oksidasi dari seng
Zn(s)           Zn2+ (aq) + 2e-
Reaksi katodanya berlangsung lebih rumit dan suatu campuran hasil akan terbentuk. Salah satu reaksi yang paling penting adalah :
2MnO2(s) + 2NH4 + (aq) + 2e-             Mn2O3(s) + 2NH3(aq) + H2O
Amonia yang terjadi pada katoda akan bereaksi dengan Zn2+ yang dihasilkan pada anoda dan membentuk ion Zn(NH3)4 2+.


2.   Sel Aki
Katoda: PbO2
Anoda : Pb
Elektrolit: Larutan H2SO4
Reaksinya adalah :
PbO2(s) + 4H+ (aq) + SO4 2- (aq)              PbSO4(s) + 2H2O                       (katoda)
Pb (s) + SO4 2- (aq)               PbSO4(s) + 2e-                                                (anoda)
PbO2(s) + Pb (s) + 4H+ aq) + 2SO4 2-(aq)               2PbSO4(s) + 2H2O        (total)

Pada saat selnya berfungsi, konsentrasi asam sulfat akan berkurang karena ia terlibat dalam reaksi tersebut.

Keuntungan dari baterai jenis ini adalah bahwa ia dapat diisi ulang (recharge) dengan memberinya tegangan dari sumber luar melalui proses elektrolisis, dengan reaksi :
2PbSO4(s) + 2H2O             PbO2(s) + Pb (s) + 4H+ (aq) + 2SO42-(aq)      (total)

Kerugian dari baterai jenis ini adalah, secara bentuk, ia terlalu berat dan lagi ia mengandung asam sulfat yang dapat saja tercecer ketika dipindah-pindahkan.


  1. Sel Elektrolisis

Terjadi perubahan dari energi listrik menjadi energi kimia
Elektrolisa adalah reaksi non-spontan yang berjalan akibat adanya arus (aliran elektron) eksternal yang dihasilkan oleh suatu pembangkit listrik.
Pada sel elektrolisis, aliran listrik menyebabkan reduksi pada muatan negatif di katoda dan oksidasi pada muatan positif di anoda.
Contoh peristiwa elektrolisis yaitu pada penyepuhan logam, pemurnian logam dari kotorannya, pembuatan gas-gas.


Hukum Faraday

Banyaknya zat yang dihasilkan dari reaksi elektrolisis sebanding dengan banyaknya arus listrik yang dialirkan kedalam larutan.hal ini dapat dinyatakan dengan hukum faraday 1

W  = e.i.t
W = massa zat yang dihasilkan
     
e =  n/ Ar
i = arus dalam ampere
t = waktu dalam satuan detik
F = tetapan Farady,
1 F = 96500 C
i.t = Q = arus dalam satuan C
F  =  i.t
F = arus dalam satuan Faraday


Korosi
Korosi adalah peristiwa perusakan logam akibat terjadinya reaksi kimia dengan lingkungan yang menghasilkan produk yang tidak diinginkan. Lingkungan dapat berupa asam, basa, oksigen dari udara,  oksigen didalam air atau zat kimia lain. Perkaratan besi adalah peristiwa elektrokimia sebagai berikut :
�� Besi dioksidasi oleh H2O atau ion hydrogen
Fe(s)           Fe2+ (aq) + 2e-                           (oksidasi)
2 H+ (aq)            2 H(aq)                                ( reduksi )
�� Atom-atom H bergabung menghasilkan H2
2 H(aq)          H2(g)
�� Atom-atom H bergabung dengan oksigen
2 H(aq) + ½ O2(aq)             H2 O(l)
�� Jika konsentrasi H+ cukup tinggi (pH rendah), maka reaksi
Fe + 2H+ aq)           2H(aq) + Fe2+(aq)
2 H(aq)             H2(g)
�� Ion Fe2+ juga bereaksi dengan oksigen dan membentuk karat (coklat kemerah-merahan)) dengan menghasilkan ion H+ yang selanjutnya direduksi menjadi H2
Reaksi totalnya

4 Fe2+(aq) + O2(aq) + 4 H2 O(l) + 2x H2 O(l)           (2 Fe2O3H2O)x(s) + 8H+


Faktor yang berpengaruh terhadap korosi
1. Kelembaban udara
2. Elektrolit
3. Zat terlarut pembentuk asam (CO2, SO2)
4. Adanya O2



Pencegahan korosi
1.   Pemakaian logam alloy dengan cara
a. Pembentukan lapisan pelindung
b. Menaikkan tegangan elektrode
2.   Pemakaian lapisan pelindung dengan cara :
a. Pengecatan
b. Pelapisan senyawa organik (pelumas)
c. Pelapisan dengan gelas
d. Pelapisan dengan logam
e. Dilapisi logam yang lebih mulia
f. Dilapisi logam yang lebih mudah teroksidasi
g. Menanam batang-batang logam yang lebih aktif dekat logam besi dan dihubungkan
h. Dicampur dengan logam lain
3.   Elektrokimiawi dengan cara eliminasi perbedaan tegangan :
a. Menaikkan kemurnian logam
b. Mencegah kontak 2 logam


EVALUASI UNTUK AKHIR SEMESTER

Evaluasi 1 :
Kompetensi dasar :   Larutan elektrolit dan Non elektrolit.
Larutan asam dan Larutan basa.
  Satuan Pengukuran Konsentrasi

  1. Sebanyak 0,5 mol NaOH dilarutkan sampai volumenya mencapai 500 mililiter. Molaritas larutan yang terbentuk adalah ... .

  1. 0,001 M d.    1 M
  2. 0,01 M e.    10 M
  3. 0,1 M

  1. Untuk membuat larutan NaOH 0,05 M, maka NaOH (Mr = 40) yang harus dilarutkan dalam 1 liter larutan adalah ... .

  1. 20 gram d.    2 gram
  2. 10 gram e.    1 gram
  3. 5 gram

  1. Larutan Na2SO4 0,5 M sebanyak 500 mililiter, maka jumlah mol Na2SO4 adalah ... .

  1. 25 mol d.    1 mol
  2. 2,5 mol e.    0,1 mol
  3. 0,25 mol

  1. Sutu larutan bersifat elektrolit karena ... .

  1. Konsentrasi larutan tinggi d. Dapat membentuk endapan tertentu
  2. Dapat melarutkan beraneka macam zat e.    Dapat mengalami ionisasi
  3. Bersifat reaktif

  1. Larutan berikut ini bersifat non elektrolit ... .

  1. Larutan garam d.    Air aki
  2. Larutan gula e.    Larutan cuka
  3. Air jeruk

  1. Pengujian nyala lampu terhadap larutan berikut ini memberikan nyala terang, kecuali ... .

  1. Asam cuka d.    HCl
  2. NaOH e.    NaCl
  3. H 2SO4

  1. Manakah di antara pernyataan berikut ini yang kurang tepat tentang asam ... .

  1. Mempunyai rasa masam d.    Dapat menetralkan basa
  2. Tergolong elektrolit kuat e.    Mengubah kertas lakmus biru menjadi merah
  3. Korosit

  1. Zat-zat berikut ini dapat mengubah kertas lakmus biru menjadi merah, kecuali ... .

  1. CH3COOH d.    NH4OH
  2. HCl e.    H3PO4
  3. H2SO4

  1. Di antara asam-asam berikut :

  1. Asam klorida (4)  Asam nitrat
  2. Asam karbonat (5)  Asam sulfat
  3. Asam asetat
Yang ketiga-tiganya merupakan asam kuat adalah ... .

  1. Larutan garam d.    Air aki
  2. Larutan gula e.    Larutan cuka
  3. Air jeruk

  1. Larutan berikut menghasilkan nyala terang pada uji nyala lampu, dan kertas lakmus berubah menjadi biru ... .

  1. NaOH d.    HNO3
  2. NH4OH e.    H2SO4
  3. CH3COOH

  1. Elektrolit berikut yang tidak mengubah warna kertas lakmus adalah ... .

  1. NaOH d.    NH4OH
  2. NaCl e.    C2H5OH
  3. CH3COOH

  1. Reaksi ionisasi berikut yang tidak tepat adalah ... .

  1. NaCl → Na+ + Cl- d.    CH3 COOH          CH3COO- + H+
  2. CuSO4 → Cu2+ + SO42- e.    NH4OH         NH4+ + OH-
  3. Al(OH)3 → Al+ + OH-

  1. Pengujian nyala lampu terhadap larutan berikut adalah nyala redup. Uji lakmus, mengubah lakmus merah menjadi biru. Larutan yang dimaksud adalah ... .

  1. KOH d.    NH4OH
  2. NaOH e.    Mg(OH)2
  3. CH3COOH

  1. Berapakah pH larutan yang dibuat dari 0,001 mol KOH dalam 10 liter air ... .

  1. 10 d.    7
  2. 12 e.    4
  3. 11

  1. pH dari 50 ml asam kuat H2SO4 0,05 M adalah ... .

  1. 1 d.    4
  2. 2 e.    5
  3. 3

  1. pH larutan 0,05 mol H2SO4 dalam 10 liter air adalah ... .

  1. 2 d.    11 + log 5
  2. 3 – log 5 e.    12

  1. 5

  1. 0,8 gram NaOH (Mr = 40) dilarutkan sehingga volume larutan 200 mililiter, pH larutan adalah ...

  1. 1 d.   10
  2. 2 e.    13
  3. 8

  1. pH suatu asam lemah HA 0,1 M, jika Ka = 1,96 x 10-3 adalah ... .

  1. 2 – log 1,4 d.    10 + log 1,4
  2. 4 – log 1,4 e.    12 + log 1,4
  3. 4 – log 1,96

  1. pH basa lemah 0,1 M jika Kb = 10-5 adalah ... .

  1. 3 d.    11
  2. 4 e.    12
  3. 6

  1. pH suatu basa lemah 0,2 M jika α = 0,01 adalah ... .

  1. 3 d.    11
  2. 3 – log 2 e.    11 + log 2
  3. 6

Evaluasi 2
Kompetensi Dasar  :  Redoks dalam elektrokimia

  1. Dari pernyataan berikut :
    1. Energi kimia diubah menjadi energi listrik
    2. Energi listrik diubah menjadi eneegi kimia
    3. Batu baterai
    4. Accumulator
    5. Penyepuhan logam
Pernyataan yang berkaiatan dengan sel volta dan penerapannya adalah ... .

    1. (1), (3), (4) d.    (2), (4), (5)
    2. (2), (3), (4) e.    (3), (4), (5)
    3. (1), (4), (5)
  1. Zat yang digunakan sebagai anoda pada batu baterai/sel kering adalah ... .
    1. Grafit/karbon d.    MnO2
    2. Seng e.    Pb
    3. ZnCl2
  2. Pernyataan yang tidak benar mengenai accumulator adalah ... .
    1. Pb bertindak sebagai anoda d.    Dapat diberi muatan kembali
    2. PbO2 bertindak sebagai katoda e.    Potensial sel 1,5 volt
    3. Sebagai elektrolit H2SO4   30%
  3. Reaksi berikut ini berlangsung pada batu baterai, kecuali ... .
    1. Reaksi pada anoda : Zn → Zn2+ + 2e-
    2. Pada katoda terjadi oksidasi terhadap grafit/karbon
    3. 2MnO2 + 2NH4+ + 2e- → Mn2O3 + 2NH3 + H2O
    4. Terbentuk kompleks Zn(NH3)4+ yang larut dalam air
    5. Seng teroksidasi menjadi ion seng
  4. Di antara logam-logam Mg, Al, Fe dan Cu yang meupakan reduktor terkuat adalah ... .
    1. Mg d.    Cu
    2. Al e.    Buka di antara logam-logam di atas
    3. Fe
  5. Di antara logam-logam dalam deret volta berikut yang paling mudah mengalami reduksi adalah ... .
    1. K d.    Cu
    2. Mg e.    Au
    3. Al
  6. Diketahui potensial sel untuk reaksi reduksi sebagai berikut :
Cd2+  + 2e- → Cd        E0 = -0,40 volt
Hg2+ + 2e- → Hg        E0 = +0,62 volt
Al3+  + 3e- → Al         E0 = -1,66 volt
Urutan meningkatnya sifat reduktor dari logam di atas adalah ... .

    1. Hg, Cd, Al d.    Cd, Hg, Al
    2. Al, Hg, Cd e.    Al, Cd, Hg
    3. Hg, Al, Cd
  1. Sel volta terdiri atas elektroda Zn|Zn2+, E0 = -0,76 volt dan Cu2+|Cu, E0 = +0,34 volt. Pernyataan yang tidak benar untuk sel tersebut adalah ... .
    1. Zn sebagai anoda d.    Terjadi reaksi sel Zn2+ + Cu → Zn + Cu2+
    2. Cu sebagai katoda e.    Esel = +1,1 volt
    3. Elektrolitnya larutan ZnSO4 dan CuSO4

  1. Diketahui :  Mg2+ + 2e- → Mg       E0 = -2,37 volt
 Ni2+ + 2e- → Ni          E0 = -0,25 volt
Potensial sel yang ditimbulkan oleh reaksi  Mg + NiCl2 = Ni adalah ... .

    1. -2,12 volt d.    -2,62 volt
    2. +2,12 volt e.    +2,62 volt
    3. +1,06 volt
  1. Dengan menggunakan deret volta, reaksi di bawah ini yang tidak dapat berlangsung adalah ... .
    1. Fe + Ni2+ → Ni + Fe2+ d.    Mg + Fe2+ → Fe + Mg2+
    2. Pb + Cu2+ → Cu + Pb2+ e.    Zn + Mg2+ → Mg + Zn2+
    3. Zn + Cu2+ → Cu + Zn2+
  2. Rumus kimia untuk karet besi adalah ... .
    1. FeO d.    Fe(OH)2 x H2O
    2. Fe3O4 e.    FeCl3
    3. Fe2O3 x H2O
  3. Faktor-faktor di bawah ini dapat mempercepat proses perkaratan, kecuali ... .
    1. Udara lembab
    2. Kandungan gas CO2 dan SO2
    3. Logam tercampur dalam besi dengan E0 lebih besar
    4. Sinar ultraviolet
    5. Hujan asam
  4. Cara yang paling tepat untuk melindungsi pipa besi yang terpendam dalam tanah adalah ... .
    1. Pengecatan d.    Perlindungan katodik
    2. Melapis dengan logam nikel e.    Proses oksidasi
    3. Melapis dengan oli
  5. Logam Zn digunakan untuk melapis besi karena ... .
    1. E0 Zn lebih besar dari E0 Fe
    2. Zn lebih sukar berkarat
    3. Oksidasi melindungi besi dari proses korosi lebih lanjut
    4. Zn kurang reaktif dibanding besi
    5. Zn logam yang lebih mulia dibanding besi
  6. Logam yang digunakan untuk melapis besi dalam proses pengelengan adalah ... .
    1. Al d.    Sn
    2. Zn e.    Ni
    3. Mg
  7. Logam berikut tidak dapat digunakan dalam proses perlindungan katodik ... .
    1. Al d.    Mn
    2. Mg e.    Cu
    3. Zn
  8. Prses di bawah ini yang bukan peristiwa elektrolis adalah ... .
    1. Pembuatan NaOH dari NaCl d.  Peruraian air menjadi unsur-unsurnya
    2. Pengendapan tembaga dari larutan CUSO4 e.    Reaksi redoks dalam batu baterai
    3. Penyepuhan perak dengan emas
  9. Dalam sel elektrokimia, pada kutub anoda terjadi reksi ... .
    1. Ionisasi d.    Pengendapan
    2. oksidasi e.    Netralisasi
    3. Reduksi
  10. Hasil elektrolisis larutan NaCl dengan elektroda platina, pada kutub anoda adalah ... .
    1. Gas Hidrogen d.    Ion natrium
    2. Gas Oksigen e.    Ion klorida
    3. Gas klor
  11. Elektrolit di bawah ini yang tidak menhasilkan endapan logam pada katoda, jika dielektrolisis dengan elektroda karbon adalah ... .
    1. Larutan SnCl2 d.    Larutan AlCl3
    2. Larutan AgNO3 e.    Larutan CuCl2
    3. Larutan NiSO4
  12. Pada proses pelapisan tembaga dengan emas, pernyataan berikut yang tidak tepat untuk proses tersebut adalah ... .
    1. Katoda tembaga d.    Pada katoda terbentuk endapan tembaga
    2. Anoda emas e.    Pada anoda terjadi reaksi
    3. Alektrolit AuCl3            Au(s) → Au3+(aq) + 3e-
  13. larutan AgNo3 dielektrolisis dengan arus listrik sebesar 0,5 faraday. Massa yang diendapkan di katoda sebesar ... .
diketahui : Ar Ag = 108

    1. 108 gram d.    5,4 gram
    2. 54 gram e.    2,7 gram
    3. 10,8 gram
  1. Pada elektrolisis leburan ZnCl2 dengan elektroda karbon, pada katoda diperoleh 13 gram endapan Zn (Ar Zn = 65). Besarnya energi listrik yang diperlukan adalah ... .
    1. 0,2 faraday d.    2,0 faraday
    2. 0,4 faraday e.    4,0 faraday
    3. 0,8 faraday

  1. Untuk mengendapkan semua tembaga (Ar Cu = 64) dari 100 ml larutan CuSO4 1 M dengan arus    5 ampere diperlukan waktu sebanyak ... .
    1. 965 detik d.    5790 detik
    2. 1930 detik e.    9650 detik
    3. 3860 detik

0 komentar:

Poskan Komentar