RUANG LINGKUP MATERI
- Standar Kompetensi :Memahami Konsep Reaksi Kimia
Kompetensi Dasar :
- Reaksi Asam Basa dan Reaksi Redoks
- Konsep Reaksi Reduksi dan Oksidasi
- Standar kompetensi : Memahami konsep larutan elektrolit dan elektrokimia
Kompetensi Dasar
- Larutan Elektrolit dan non Elektrolit
- Satuan –satuan Konsentrasi
- Konsep reaksi Redoks dalam Elektrokimia
KEGIATAN BELAJAR 1
Standar Kompetensi : Memahami Konsep Reaksi Kimia
Kompetensi Dasar :
- Reaksi Asam Basa dan Reaksi Redoks
- 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
Asam + Basa
Asam + Oksida Basa
Oksida Asam + Basa
Oksiada asam + Oksida Basa
Amonia + Asam
Logam dengan asam kuat encer
Reaksi logam dengan garam
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
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)
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
- 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)
- Reaksi Amonia dengan Asam
NH3 + ASAM GARAM AMONIUM
Contoh
Reaksi NH3 dengan asam klorida
NH3 (g) + HCl (aq) NH4Cl(aq)
- 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
Larutan kalsium hidroksida + larutan asam klorida
Magnesium hidroksida padat + larutan asam nitrat
Aluminium hidroksida padat + larutan asam klorida
Tembaga (II) oksida padat + larutan asam klorida
Gas karbon dioksida + larutan natrium hidroksida
Difosfor penta oksida padat + larutan kalium hidrksida
Gas ammonia + larutan asam nitrat
Larutan natrium karbonat + larutan asam sulfat
Zink sulfide padat + larutan asam klorida encer
Larutan perak nitrat + larutan kalsium klorida
Larutan kalsium sulfat + larutan natrium karbonat
Larutan magnesium klorida + larutan natrium hidroksida
Larutan barium klorida + larutan natrium fosfat
Aluminium + larutan asam sulfat
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
- Tentukan bilangan oksidasi masng-masing atom dalam unsure, senyawa atau ion berikut :
- Fe
- SO2
- HNO3
- C
- CaCO3
- H2
- NO3-
- KMnO4
- NaHSO4
- Zn2+
- 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
- Larutan Elektrolit dan non Elektrolit
- Satuan –satuan Konsentrasi
- 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 :
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.
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
Sebanyak 0,5 mol NaOH dilarutkan sampai volumenya mencapai 500 mililiter. Molaritas larutan yang terbentuk adalah ... .
0,001 M d. 1 M
0,01 M e. 10 M
0,1 M
Untuk membuat larutan NaOH 0,05 M, maka NaOH (Mr = 40) yang harus dilarutkan dalam 1 liter larutan adalah ... .
20 gram d. 2 gram
10 gram e. 1 gram
5 gram
Larutan Na2SO4 0,5 M sebanyak 500 mililiter, maka jumlah mol Na2SO4 adalah ... .
25 mol d. 1 mol
2,5 mol e. 0,1 mol
0,25 mol
Sutu larutan bersifat elektrolit karena ... .
Konsentrasi larutan tinggi d. Dapat membentuk endapan tertentu
Dapat melarutkan beraneka macam zat e. Dapat mengalami ionisasi
Bersifat reaktif
Larutan berikut ini bersifat non elektrolit ... .
Larutan garam d. Air aki
Larutan gula e. Larutan cuka
Air jeruk
Pengujian nyala lampu terhadap larutan berikut ini memberikan nyala terang, kecuali ... .
Asam cuka d. HCl
NaOH e. NaCl
H 2SO4
Manakah di antara pernyataan berikut ini yang kurang tepat tentang asam ... .
Mempunyai rasa masam d. Dapat menetralkan basa
Tergolong elektrolit kuat e. Mengubah kertas lakmus biru menjadi merah
Korosit
Zat-zat berikut ini dapat mengubah kertas lakmus biru menjadi merah, kecuali ... .
CH3COOH d. NH4OH
HCl e. H3PO4
H2SO4
Di antara asam-asam berikut :
Asam klorida (4) Asam nitrat
Asam karbonat (5) Asam sulfat
Asam asetat
Yang ketiga-tiganya merupakan asam kuat adalah ... .
Larutan garam d. Air aki
Larutan gula e. Larutan cuka
Air jeruk
Larutan berikut menghasilkan nyala terang pada uji nyala lampu, dan kertas lakmus berubah menjadi biru ... .
NaOH d. HNO3
NH4OH e. H2SO4
CH3COOH
Elektrolit berikut yang tidak mengubah warna kertas lakmus adalah ... .
NaOH d. NH4OH
NaCl e. C2H5OH
CH3COOH
Reaksi ionisasi berikut yang tidak tepat adalah ... .
NaCl → Na+ + Cl- d. CH3 COOH CH3COO- + H+
CuSO4 → Cu2+ + SO42- e. NH4OH NH4+ + OH-
Al(OH)3 → Al+ + OH-
Pengujian nyala lampu terhadap larutan berikut adalah nyala redup. Uji lakmus, mengubah lakmus merah menjadi biru. Larutan yang dimaksud adalah ... .
KOH d. NH4OH
NaOH e. Mg(OH)2
CH3COOH
Berapakah pH larutan yang dibuat dari 0,001 mol KOH dalam 10 liter air ... .
10 d. 7
12 e. 4
11
pH dari 50 ml asam kuat H2SO4 0,05 M adalah ... .
1 d. 4
2 e. 5
3
pH larutan 0,05 mol H2SO4 dalam 10 liter air adalah ... .
2 d. 11 + log 5
3 – log 5 e. 12
5
0,8 gram NaOH (Mr = 40) dilarutkan sehingga volume larutan 200 mililiter, pH larutan adalah ...
1 d. 10
2 e. 13
8
pH suatu asam lemah HA 0,1 M, jika Ka = 1,96 x 10-3 adalah ... .
2 – log 1,4 d. 10 + log 1,4
4 – log 1,4 e. 12 + log 1,4
4 – log 1,96
pH basa lemah 0,1 M jika Kb = 10-5 adalah ... .
3 d. 11
4 e. 12
6
pH suatu basa lemah 0,2 M jika α = 0,01 adalah ... .
3 d. 11
3 – log 2 e. 11 + log 2
6
Evaluasi 2
Kompetensi Dasar : Redoks dalam elektrokimia
Dari pernyataan berikut :
Energi kimia diubah menjadi energi listrik
Energi listrik diubah menjadi eneegi kimia
Batu baterai
Accumulator
Penyepuhan logam
Pernyataan yang berkaiatan dengan sel volta dan penerapannya adalah ... .
(1), (3), (4) d. (2), (4), (5)
(2), (3), (4) e. (3), (4), (5)
(1), (4), (5)
Zat yang digunakan sebagai anoda pada batu baterai/sel kering adalah ... .
Grafit/karbon d. MnO2
Seng e. Pb
ZnCl2
Pernyataan yang tidak benar mengenai accumulator adalah ... .
Pb bertindak sebagai anoda d. Dapat diberi muatan kembali
PbO2 bertindak sebagai katoda e. Potensial sel 1,5 volt
Sebagai elektrolit H2SO4 30%
Reaksi berikut ini berlangsung pada batu baterai, kecuali ... .
Reaksi pada anoda : Zn → Zn2+ + 2e-
Pada katoda terjadi oksidasi terhadap grafit/karbon
2MnO2 + 2NH4+ + 2e- → Mn2O3 + 2NH3 + H2O
Terbentuk kompleks Zn(NH3)4+ yang larut dalam air
Seng teroksidasi menjadi ion seng
Di antara logam-logam Mg, Al, Fe dan Cu yang meupakan reduktor terkuat adalah ... .
Mg d. Cu
Al e. Buka di antara logam-logam di atas
Fe
Di antara logam-logam dalam deret volta berikut yang paling mudah mengalami reduksi adalah ... .
K d. Cu
Mg e. Au
Al
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 ... .
Hg, Cd, Al d. Cd, Hg, Al
Al, Hg, Cd e. Al, Cd, Hg
Hg, Al, Cd
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 ... .
Zn sebagai anoda d. Terjadi reaksi sel Zn2+ + Cu → Zn + Cu2+
Cu sebagai katoda e. Esel = +1,1 volt
Elektrolitnya larutan ZnSO4 dan CuSO4
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 ... .
-2,12 volt d. -2,62 volt
+2,12 volt e. +2,62 volt
+1,06 volt
Dengan menggunakan deret volta, reaksi di bawah ini yang tidak dapat berlangsung adalah ... .
Fe + Ni2+ → Ni + Fe2+ d. Mg + Fe2+ → Fe + Mg2+
Pb + Cu2+ → Cu + Pb2+ e. Zn + Mg2+ → Mg + Zn2+
Zn + Cu2+ → Cu + Zn2+
Rumus kimia untuk karet besi adalah ... .
FeO d. Fe(OH)2 x H2O
Fe3O4 e. FeCl3
Fe2O3 x H2O
Faktor-faktor di bawah ini dapat mempercepat proses perkaratan, kecuali ... .
Udara lembab
Kandungan gas CO2 dan SO2
Logam tercampur dalam besi dengan E0 lebih besar
Sinar ultraviolet
Hujan asam
Cara yang paling tepat untuk melindungsi pipa besi yang terpendam dalam tanah adalah ... .
Pengecatan d. Perlindungan katodik
Melapis dengan logam nikel e. Proses oksidasi
Melapis dengan oli
Logam Zn digunakan untuk melapis besi karena ... .
E0 Zn lebih besar dari E0 Fe
Zn lebih sukar berkarat
Oksidasi melindungi besi dari proses korosi lebih lanjut
Zn kurang reaktif dibanding besi
Zn logam yang lebih mulia dibanding besi
Logam yang digunakan untuk melapis besi dalam proses pengelengan adalah ... .
Al d. Sn
Zn e. Ni
Mg
Logam berikut tidak dapat digunakan dalam proses perlindungan katodik ... .
Al d. Mn
Mg e. Cu
Zn
Prses di bawah ini yang bukan peristiwa elektrolis adalah ... .
Pembuatan NaOH dari NaCl d. Peruraian air menjadi unsur-unsurnya
Pengendapan tembaga dari larutan CUSO4 e. Reaksi redoks dalam batu baterai
Penyepuhan perak dengan emas
Dalam sel elektrokimia, pada kutub anoda terjadi reksi ... .
Ionisasi d. Pengendapan
oksidasi e. Netralisasi
Reduksi
Hasil elektrolisis larutan NaCl dengan elektroda platina, pada kutub anoda adalah ... .
Gas Hidrogen d. Ion natrium
Gas Oksigen e. Ion klorida
Gas klor
Elektrolit di bawah ini yang tidak menhasilkan endapan logam pada katoda, jika dielektrolisis dengan elektroda karbon adalah ... .
Larutan SnCl2 d. Larutan AlCl3
Larutan AgNO3 e. Larutan CuCl2
Larutan NiSO4
Pada proses pelapisan tembaga dengan emas, pernyataan berikut yang tidak tepat untuk proses tersebut adalah ... .
Katoda tembaga d. Pada katoda terbentuk endapan tembaga
Anoda emas e. Pada anoda terjadi reaksi
Alektrolit AuCl3 Au(s) → Au3+(aq) + 3e-
larutan AgNo3 dielektrolisis dengan arus listrik sebesar 0,5 faraday. Massa yang diendapkan di katoda sebesar ... .
diketahui : Ar Ag = 108
108 gram d. 5,4 gram
54 gram e. 2,7 gram
10,8 gram
Pada elektrolisis leburan ZnCl2 dengan elektroda karbon, pada katoda diperoleh 13 gram endapan Zn (Ar Zn = 65). Besarnya energi listrik yang diperlukan adalah ... .
0,2 faraday d. 2,0 faraday
0,4 faraday e. 4,0 faraday
0,8 faraday
Untuk mengendapkan semua tembaga (Ar Cu = 64) dari 100 ml larutan CuSO4 1 M dengan arus 5 ampere diperlukan waktu sebanyak ... .
965 detik d. 5790 detik
1930 detik e. 9650 detik
3860 detik
