ACARA V

REAKSI REDOKS DAN SEL ELEKTROKIMIA

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1. Tujuan Praktikum

a. Mengetahui berbagai macam reaksi redoks.

b. Mengetahui reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda dengan cara elektrolisis.

2. Waktu Praktikum

Jumat, 16 Mei 2014

3. Tempat Praktikum

Lantai III, Laboratorium Kimia Dasar, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam, Universitas Mataram.

B. LANDASAN TEORI

Reaksi redoks adalah reaksi yang ditandai dengan adanya perubahan bilangan

oksidasi pereaksi setelah menjadi hasil reaksi. Dalam reaksi redoks ada zat yang

mengalami oksidasi dan ada zat yang mengalami reduksi. Zat yang dapat mengoksidasi

zat lain disebut oksidator dan zat yang dapat mereduksi zat lain disebut reduktor.

Sebagaimana telah diketahui bahwa dalam reaksi redoks ada yang menerima dan melepas

elektron. Jadi, ada kesetaraan antara elektron yang dilepas dengan elektron yang diterima

oleh reduktor dan oksidator. Jumlah oksidator yang dapat menerima satu mol elektron

disebut satu ekivalen oksidator, sedangkan jumlah reduktor yang dapat menerima satu mol

elektron disebut satu ekivalen reduktor (Sumardjo, 2009 : 117).

Elektrolisis merupaka proses untuk menjalankan reaksi kimia dalam arah yang

tidak spontan dengan menggunakan arus listrik. Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia

dimana arus listrik dari sumber eksternal digunakan untuk menjalankan reaksi yang tak

spontan. Sel elektrolisis konstruksinya berbeda dengan sel galvani atau sel volta. Secara

spesifik, kedua elektroda massanya terdapat dalam bagian yang sama, massanya hanya

satu elektrolit dan konsentrasi, serta tekanan jauh dari standar (Purba, 2007 : 387).

Elektrolisis terjadi jika reaksi oksidasi. Reduksi diimbas oleh arus listrik. Contoh

umum reaksi elektrolisis adalah penguraian air menjadi gas hidrogen dan gas oksigen.

Reaksi ini membutuhkan arus listrik. Jika mengalirkan arus listrik ke dalam larutan, reaksi

dapat menjadi spontan. Penguraian untuk membentuk gas hidrogen dan gas oksigen bukan

48

merupakan reaksi spontan, tetapi arus listrik dapat dipakai untuk mengahasilkan energi

yang dibutuhkan. Reaksi-reaksi ini biasanya melibatkan larutan cair suatu senyawa ionik

yang terdisosiasi menjadi ion-ion. Senyawa yang digunakan juga dapat merupakan larutan

padat (lelehan) suatu senyawa ionik. Arus di dalam zat elektrolit mengalir melalui ion-ion

dan bukan melalui elektrolit (Bresnick, 2002 : 104).

Melemahnya ikatan-ikatan logam disebabkan oleh tereduksinya ion hidrogen

dalam larutan, sehingga molekul hidrogen yang terbentuk diabsorpsi oleh logam,

sehingga mengakibatkan laju korosi naik. Begitu juga pada perendaman 6 hari, pada

berbagai variasi konsentrasi larutan inhibitor yang diberikan terlihat adanya indikasi

pengurangan laju korosi sebelum dan setelah dilapisi larutan inhibitor. Laju korosi pada

perendaman 6 hari lebih besar dari pada perendaman 3 hari, ini karena semakin lama

waktu perendaman, semakin besar juga ion yang teroksidasi, sehingga mengakibatkan

laju korosinya besar (Ludiana, 2012).

Besarnya rapat arus, waktu dan jarak elektroda akan mempengaruhi kecepatan dan

efisiensi terjadinya pembentukan flok. Sehingga dengan adanya perubahan ketiga variabel

tersebut akan mempengaruhi berlangsungnya proses elektrokoagulasi terhadapa air

limbah. Maka mengetahui sifat perubahan dan ketiga variabel tersebut menjadi perlu agar

proses elektrokoagulasi dapat berlangsung secara efektif dan efisien konsentrasi awal

COD sebesar 317,53 mg/l. Dapat diketahui bahwa efek yang paling berpengaruh terhadap

elektrokoagulasi adalah rapat arus, waktu, jarak dan interaksi waktu-jarak karena

mempunyai harga yang besar, dengan konsentrasi awal COD sebesar 317,53 mg/l.

Dengan ketentuan perubahan hasil setelah mengalami proses elektrokoagulasi di dapat

efisiensi perubahan konsentrasi COD terbesar yaitu pada Run ke-2 (Prabowo, 2012).

C. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUM

1. Alat – alat Praktikum

a. Bunsen

b. Corong 60 mm

c. Dongkrak

d. Elektroda

e. Gelas ukur 25 mL

f. Klem

g. Korek api

49

h. Penggaris

i. Penjepit kayu

j. Pipa U

k. Pipet tetes

l. Power supply

m. Rak tabung reaksi

n. Spatula

o. Stopwatch

p. Tabung reaksi

q. Tiang statif

2. Bahan – bahan Praktikum

a. Aquades

b. Bubuk MnO2 (Mangan dioksida)

c. Larutan CHCl3 (Kloroform)

d. Larutan CuSO4 0,5 M (Tembaga (II) sulfat)

e. Larutan FeCl3 0,1 M

f. Larutan Fenolftalein

g. Larutan H2O2 0,1 M

h. Larutan H2SO4 1 M (Asam sulfat)

i. Larutan Kanji 1%

j. Larutan KI 0,1 M (Kalium iodida)

k. Larutan ZnSO4 0,5 M

l. Logam Cu

m. Logam Zn

D. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Beberapa reaksi redoks

a. Dimasukkan 2 ml larutan CuSO4 ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan

1 butir logam Zn. Dibiarkan beberapa menit dan dicatat apa yang terjadi.

b. Diamsukkan 2 ml larutan ZnSO4 ke dalam tabung reaksi, kemudian dimasukkan

logam Cu. Dicatat apa yang terjadi.

50

c. Reaksi disproposionasi, dimasukkan 10 tetes H2O2 0,1 M ke dalam tabung reaksi.

Kemudian ditambahkan 1 sendok bubuk MnO2, diamati dan dicatat apa yang

terjadi.

d. Dimasukkan 5 tetes H2O2 ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 5 tetes

H2SO4 1 M, 10 tetes KI 0,1 M dan 1 tetes larutan kanji. Diamati dan dicatat apa

yang terjadi.

e. Dimasukkan 5 tetes FeCl3 0,1 M ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan

10 tetes H2SO4 1 M dan 10 tetes KI 0,1 M. Dipanaskan sebentar dan ditambahkan

1 tetes larutan kanji. Diamati dan dicatat apa yang terjadi.

2. Elektrolisis KI

a. Dimasukkan larutan KI 0,1 M ke dalam tabung (pipa U) sampai 2cm dari mulut

tabung.

b. Dipasang elektroda dan dihubungkan dengan sumber arus 6 volt selama 5 menit.

c. Dicatat perubahan yang terjadi pada anoda dan katoda.

d. Diambil 2 ml larutan dari ruang katoda lalu ditambahkan beberapa tetes (3 tetes)

larutan indikator fenolftalein dan 2 ml larutan FeCl3 0,1 M. Dicatat peristiwa yang

terjadi.

e. Diambil 2 ml larutan dari ruang anoda dan ditambahkan 1 ml larutan CHCl3

kemudian dikocok. Diperhatikan lapisan CHCl3 yang terbentuk.

E. HASIL PENGAMATAN

No Prosedur Percobaan Hasil Pengamatan

1 a. 2ml CuSO4 0,5 M + Zn Warna awal Cu : biru muda

Warna awal Zn : Silver

Setelah penambahan Zn warna

larutan menjadi bening. Warna Zn

dalam larutan CuSO4 hitam dan

melebur

2ml ZnSO4 0,5 M + Cu Warna awal ZnSO4 : bening

Warna awal Cu : merah kecoklatan

Setelah penambahan Cu tidak

terjadi perubahan warna.

51

b. 10 tetes H2O2 0,1 M + MnO2 Warna awal H2O2 bening.

Warna awal MnO2 : hitam.

Setelah pencampuran MnO2 warna

larutan berubah menjadi hitam.

c. 5 tetes H2O2 0,1 M + 5 tetes

H2SO4 1 M + 10 tetes KI 0,1

M + 1 tetes larutan kanji

Warna awal H2O2 : bening.

Warna awal H2SO4 : bening.

Warna awal KI : bening.

Setelah ditambah larutan kanji,

terjadi perubahan menjadi berwarna

coklat.

d. 5 tetes FeCl3 0,1 M + 10 tetes

H2SO4 1 M + 10 tetes KI

0,41 M

Dipanaskan.

Ditambahkan 1 tetes larutan kanji.

Warna awal FeCl3 : Kuning.

Warna awal H2O2 : putih.

Warna awal H2SO4 : bening.

FeCl3 + H2SO4 berubah warna

menjadi kuning bening.

Ditambahkan dengan 10 tetes KI

berubah warna menjadi kuning.

Setelah dipanaskan berubah

menjadi cokelat muda. Setelah

ditambahkan larutan kanji terjadi

perubahan warna menjadi hitam.

2 Elektrolisis larutan KI

a. Larutan KI 0,25 M

dimasukkan ke dalam tabung U

sampai 2 cm dari mulut tabung.

b. dihubungkan dengan sumber arus

listrik 6V selama 5menit.

c. 2 ml Larutan pada katoda + larutan

indicator fenolftalein + 2 ml FeCl3 0,1

Pada katoda warna KI ada

gelembung-gelembung gas.

Warnanya tetap bening

Pada anoda tidak ada gelembung.

52

M.

d. 2 ml Larutan pada

anoda + 1 ml larutan

CHCl3, dikocok,

diperhatikan lapisan

CHCl3

Warna KI Kuning.

Warna awal : bening

+ indicator pp = warna larutan ungu

muda

+ FeCl3 : orang pekat.

warna awal : bening.

+ larutan CHCl3 : CHCl3 tidak

menyatu, melainkan jatuh ke dasar

tabung.

F. ANALISIS DATA

1. Beberapa reaksi Redoks

a. Reaksi antara larutan CuSO4 0,5 M dan logam Zn

CuSO4(aq) + Zn(s) ZnSO4(aq) + Cu(s)

Reduksi : Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) , Eo = +0,34 V

Oksidasi : Zn Zn2+ + 2e- , Eº = +0,761 V

Cu2+(aq) + Zn(s) Cu(s) + Zn2+

(aq) , Eo = +1,101 V

E0 sel bernilai positif artinya reaksi berlangsung spontan.

b. Reaksi antara larutan ZnSO4 0,5 M dan logam Cu

ZnSO4(aq) + Cu(s)

ZnSO4(aq) Zn2+(aq) + SO4

2-(aq)

Reduksi : Zn2+(aq) + 2e- Zn(s) , Eo = -0,761 V

Oksidasi : Cu(s) Cu2+(aq) + 2e- , Eo = -0,340 V

Zn2+(aq) + Cu(s) Zn(s) + Cu2+

(aq) , Eº = -1,101 V

Eo bernilai negatif berarti reaksi berlangsung tidak spontan.

c. Reaksi Disproporsionasi H2O2 ditambahkan MnO2 sebagai katalis

2H2O2(aq) MnO2 O2(g) + 2H2O(l)

53

Reduksi : H2O2(aq) + 2H+ + 2e- 2H2O(l) , Eo = +1,77 V

Oksidasi : H2O2(aq) O2(g) + 2H+(aq) + 2e- , Eo = - 0,68 V

2H2O2(aq) O2(g) + 2H+ , Eo = +1,09 V

E0 sel bernilai positif berarti reaksi berlangsung spontan.

d. Reaksi antara H2O2 dan larutan KI dengan H2SO4 sebagai katalis dan larutan

amilum (kanji) sebagai indikator

H2O2(aq) + 2KI(aq) H2SO4(aq) 2K+(aq) + I2

-(s) + 2H2O(l) + O2(g)

indikator kanji

Reduksi : H2O2(aq) + 2H+ + 2e 2H2O(e) , Eo = +1,77 V

Oksidasi : 2I-(aq) I2(s) + 2e- , Eo = - 0,530 V

H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2I-

(aq) I2(s) + 2H2O(l) +O2(g) , Eo = +1,24V

E0 sel bernilai positif artinya reaksi berlangsung spontan.

e. Reaksi antara larutan FeCl3 dan larutan KI dengan H2SO4 sebagai katalis dan

larutan kanji (amilum) sebagai indikator

2FeCl3(aq) + 6KI(aq) H2SO4(aq) 2Fe2+(aq) + 3I2(s)+ 6KCl(aq)

amilum, indikator

Reduksi : 2Fe3+(aq) + 2e- 2Fe2+

(aq) , Eo = +0,77 V

Oksidasi : 2I-(aq) I2(s) + 2e- , Eo = -0,530 V

2Fe3+(aq) + 2I-

(aq) 2Fe2+(aq) + I2(s) , Eo = +0,240 V

Eo sel bernilai positif artinya reaksi berlangsung spontan.

2. Elektrolisis Larutan KI

a. Reaksi elektrolisis KI

KI(aq) K+(aq) + I-

(aq)

Reduksi : 2H2O + 2e- 2OH-(aq) + H2(aq) , Eº = +0,828 V

Oksidasi : 2I-(aq) I2(s) + 2e- , Eo = -0,530 V

2H2O(l) + 2I-(aq) 2OH-

(aq)+H2(aq)+I2 , Eº = +0,298 V

54

b. Reaksi pada ruang katoda + indikator PP + larutan FeCl3

3OH-(aq) + FeCl3(aq) + PP Fe(OH)3(aq) + 3Cl-

(aq)

c. Reaksi pada ruang anoda + larutan CHCl3

CHCl3(aq) + I2(s)

3. Gambar Alat

Keterangan :

a. Tiang statif

b. Pipa U

c. Larutan KI

d. Katoda (Elektrode negatif)

e. Klem

f. Anoda (Elektrode positif)

g. Power supply

h. Dongkrak

i. Kabel

55

G. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini terdapat dua tujuan, yaitu untuk mengetahui berbagai

macam reaksi redoks dan untuk mengetahui reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda

dengan cara elektrolisis KI. Reaksi redoks adalah sutu reaksi yang ditandai dengan adanya

perubahan bilangan oksidasi pada saat reaksi berubah menjadi hasil reaksi. Reaksi redoks

terdiri dari reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Reaksi oksidasi merupakan reaksi

peningkatan atau kenaikan bilangan oksidasi dari reaktan menjadi produk. Reaksi reduksi

adalah reaksi penurunan bilangan oksidasi pada reaktan menjadi produk. Elektrokimia

adalah reaksi redoks yang berkaitan arus listrik. Elektrokimia dibagi menjadi 2, yaitu sel

galvani atau sel volta merupakan reaksi perubahan energi kimia menjadi energi listrik.

Dan sel elektrolisis merupakan reaksi perubahan energi listrik menjadi energi kimia.

Pada percobban pertama, yaitu berbagai reaksi redoks. Pada percobaan pertama ini

dilakukan beberapa percobaan. Yang pertama penambahan logam Zn ke dalam CuSO4.

Warna awal CuSO4 yang berwarna biru berubah menjadi bening setelah dimasukkan

logam Zn. Logam Zn yang awalnya berwarna silver berubah menjadi warna abu yang

kemudian berubah menjadi warna merah bata dan hitam. Keduanya tidak larut serta logam

Zn mengelupas dan menghasilkan endapan di dasar tabung reaksi, hal ini menunjukkan

adanya proses korosi pada logam Zn. Pada dinding tabung juga terasa panas. Panas ini

merupakan hasil reaksi eksoterm. Karena danya kenaikan suhu ini, maka reaksi dikatakan

reaksi spontan. Dapat kita lihat pada analisis data bahwa Eº sel bernilai positif yang

merupakan ciri dari reaksi spontan. Kemudian percobaan selanjutnya, logam Cu

direaksikan dengan larutan ZnSO4. Reaksi ini merupakan kebalikan dari reaksi pada

percobaan sebelumnya. Warna awal ZnSO4 adalah bening dan warna yang coklat

kemerahan. Setelah direaksikan, warna larutan tetap bening. Hal ini disebabkan karena

tidak terjadi reaksi antara Cu dan ZnSO4. Dari data didapat Eº sel yang bernilai negatif

yang artinya reaksi yang terjadi tidak spontan.

Percobaan berikutnya ialah reaksi disproposionasi. Reaksi disproposionasi

merupakan reaksi dimana zat mengalami reduksi dan oksidasi sekaligus. Larutan H2O2

awalnya berwarna bening, dan warna awal MnO2 ialah hitam. Pada percobaan MnO2

berfungsi sebagai katalis. Ketika H2O2 dicampur dengan MnO2 larutan berubah menjadi

hitam. Hal ini disebabkan karena H2O2 mengalami reaksi disproposionasi atau autoredoks,

dan karena MnO2 bertindak sebagai katalis, yang mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi.

56

Percobaan selanjutnya larutan H2O2 dicampurkan denganlarutan H2SO4, larutan KI

dan larutan kanji. Warna awal H2O2 bening begitu pula dengan H2SO4, sehingga ketika

dicampurkan warna larutan tetap bening. Setelah ditambahkan larutan KI, larutan berubah

warna menjadi kuning, dan kemudian ditambahkan 1 tetes larutan kanji, larutan berubah

warna menjadi coklat. Perubahan warna yang terjadi disebabkan karena adanya

pergeseran kesetimbangan dan terdapat endapan. Larutan kanji pada percobaan ini

berfungsi sebagai indikator anorganik yaitu untuk menguji kepekaan terhadap iodin.

Percobaan selanjutnya yaitu reaksi antara FeCl3 0,1 M, H2SO4 1 M dan larutan KI

0,1 M. Warna awal FeCl3 adalah kuning. Setelah larutan FeCl3 dan H2SO4 dicampur

warna larutan menjadi kuning bening. Kemudian ditambahkan larutan KI warna larutan

menjadi kuning. Hal ini dikarenakan iodium yang befungsi sebagai indikatornya sendiri.

Setelah dipanaskan, larutan berubah kembali menjadi hitam. Perubahan warna ini

diakibatkan karena larutan kanji yang menyebabkan terjadinya perubahan warna karena

larutan kanji mengandung ion-ion tertentu yang dapat merubah warna. Dari analisis data

didapat Eº sel yang bernilai positif yang menandakan bahwa reaksi pada percobaan

iolisases rn sebagai pris dapat diartni berlangsung secara spontan.

Percobaan kedua yaitu elektrolisis KI, dimana elektrolisis dapat diartikan sebagai

proses reaksi kimia yang terjadi pada elektroda yang tercelup dalam elektrolit ketika

tegangan diterapkan terhadap elektroda tersebut. Larutan KI dimasukkan ke dalam tabung

U dan dialiri listrik. Elektroda yang digunakan pada percobaan ini adalah elektroda inert

(tidak bereaksi). Setelah dialiri listrik, pada ruang anoda yang awalnya bening berubah

menjadi kuning, sedangkan pada ruang katoda warna larutan tetap bening, namun terdapat

gelembung-gelembung kecil disekitar elektroda. Hal ini dapat terjadi karena pada ruang

anoda terbentuk I2 dari proses penguraian 2I- dan pada ruang katoda terbentuk hidrogen.

Pada elektrolisis KI, KI terurai menjadi kation dan anion. Pada kation terdapat K+ dan

pada anion terdapat I-. Selanjutnya diambil larutan dari ruang katoda dan anoda. Larutan

dari katoda ditambahkan larutan indikator fenolftalein warna larutan menjadi merah muda

pekat. Hal ini menunjukkan bahwa larutan tersebut bersifat basa. Kemudian ditambahkan

kembali larutan FeCl3 0,1 M dan warna larutan berubah menjadi orange pekat. Hal ini

diakibatkan karena penambahan FeCl3 bertujuan untuk menguji OH- pada katoda.

Selanjutnya larutan yang diambil dari ruang anoda ditambahkan CHCl3 (kloroform),

larutan yang awalnya berwarna kuning berubah menjadi kuning bening dan larutan CHCl3

memisah dan terdapat di bawah larutan dari ruang anoda. Hal ini disebabkan karena berat

57

molekul CHCl3 lebih besar daripada berat molekul larutan dari ruang anoda. Selain itu

disebabkan karena CHCl3 adalah larutan polar dan larutan dari ruang anoda bersifat non

polar, sehingga menyebabkan kedua larutan tidak dapat menyatu.

H. KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum kali ini dapat disimpulkan bahwa :

1. Reaksi redoks adalah reaksi yang menyebabkan perubahan bilangan oksidasi. Pada

reaksi ini, anoda mengalami oksidasi sedangkan pada katoda mengalami reduksi.

Beberapa reaksi redoks yaitu reaksi oksidasi adalah reaksi penambahan atau

pengikatan oksigen oleh suatu unsur atau senyawa, reaksi reduksi adalah reaksi

pelepasan oksigen oleh suatu zat , dan reaksi disproposionasi adalah reaksi dimana

suatu zat dapat mengalami reaksi oksidasi dan reaksi reduksi sekaligus.

2. Pada elektrolisis KI terbentuk gas hidrogen di katoda dan iodin di anoda. Larutan

disekitar katoda bersifat basa. Ketika dialiri arus listrik, terbentuk gelembung-

gelembung kecil pada katoda sedangkan di anoda mengeluarkan cairan berwarna

kuning.

58

DAFTAR PUSTAKA

Bresnick, Stephen. 2002. Intisari Kimia Umum. Jakarta : Hipokrates.

Ludiana, Yonna. 2012. Pengaruh Konsentrasi Inhibitor Ekstrak Daun Teh (Camelia

Sintetis) terhadap Laju Korosi Baja Karbon Schedule 40 Grade B ERW. Andalas :

Universitas Andalas.

Prabowo, dkk. 2012. Jurnal Pengolahan Limbah Cair yang Mengandung Minyak dengan

Proses Elektrokoagulasi dengan Elektroda Besi. Semarang : Universitas

Diponegoro.

Purba, Michael. 2007. Kimia untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.

Sumardjo, Damin. 2009. Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran

dan Program Strata Fakultas Biosekta. Jakarta : EGC.

59