A. Judul Percobaan : Redoks dan Sel Elektrokimia

B. Tanggal Percobaan : Senin, 09 April 2012; 07:00 WIB

C. Selesai Percobaan : Senin, 09 April 2012; 09:40 WIB

D. Tujuan :

1. Mengidentifikasi reaksi redoks berdasarkan perubahan warna yang diamati

2. Menentukan daya gerak listrik (DGL) sel volta

3. Menguji elektrolisis larutan KI

E. Kajian Teori

Elektrokimia adalah salah satu dari cabang ilmu kimia yang mengkaji tentang

perubahan bentuk energi listrik menjadi energi kimia dan sebaliknya. Proses

elektrokimia melibatkan reaksi redoks. Proses transfer elektron akan menghasilkan

sejumlah energi listrik. Aplikasi elektrokimia dapat diterapkan dalam dua jenis sel, yaitu

sel volta dan sel elektrolisis.

Pengertian Reaksi Redoks

Reaksi Redoks adalah reaksi yang didalamnya terjadi perpindahan elektron

secara berurutan dari satu spesies kimia ke spesies kimia lainnya, yang

sesungguhnya terdiri atas dua reaksi yang berbeda, yaitu oksidasi (kehilangan

elektron) dan reduksi (memperoleh elektron). Reaksi ini merupakan pasangan,

sebab elektron yang hilang pada reaksi oksidasi sama dengan elektron yang

diperoleh pada reaksi reduksi.

Metode Penyetaraan Redoks

Persamaan reaksi redoks biasanya sangat kompleks, sehingga metode

penyetaraan reaksi kimia biasa tidak dapat diterapkan dengan baik. Dengan

demikian, para kimiawan mengembangkan dua metode untuk menyetarakan

persamaan redoks.

Metode Perubahan Bilangan Oksidasi (PBO) yang berdasarkan

pada perubahan bilangan oksidasi yang terjadi selama reaksi.

Metode Setengah Reaksi (Metode Ion-Elektron) yang melibatkan

dua buah reaksi paruh, yang kemudian digabungkan menjadi reaksi

redoks keseluruhan.

Persamaan redoks yang belum setara diubah menjadi

persamaan ion dan kemudian dipecah menjadi dua reaksi paruh, yaitu

1

reaksi oksidasi dan reaksi reduksi; setiap reaksi paruh ini disetarakan

dengan terpisah dan kemudian digabungkan untuk menghasilkan ion

yang telah disetarakan. Akhirnya, ion-ion pengamat kembali

dimasukkan ke persamaan ion yang telah disetarakan, mengubah reaksi

menjadi bentuk molekulnya.

Sel Volta

Sel Volta atau Sel Gavani adalah sel elektrokimia yang terdiri dari dua buah

elektroda dan dapat mengahsilkan energi listrik akibat terjadinya reaksi redoks

secara spontan pada kedua elektroda tersebut. Pada sel Volta tau Gavani anoda

adalah elektroda negatif dan terjadi reaksi oksidasi, sedangkan katoda adalah

elektroda positif dan terjadi reaksi reduksi.

Sel Elektrolisis

Elektrolisis artinya peristiwa berlangsungnya reaksi kimia oleh arus listrik.

Elektrolisis terdiri dari sel elektrolit dan dua elektroda logam/karbon yang

berfungsi sebagai katoda dan anoda.Pada anoda terjadi reaksi oksidasi sedangkan

pada katoda terjadi reaksi reduksi.

Gambar 1.1 Sel Elektrolisis

Ada dua tipe elektrolisis, yaitu elektrolisis lelehan (leburan) dan elektrolisis

larutan.

Elektrolisis Lelehan

Pada proses elektrolisis lelehan, kation pasti tereduksi di katoda dan

anion pasti teroksidasi di anoda. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi

elektrolisis lelehan garam NaCl (yang dikenal dengan istilah sel Downs) :

Katoda (-) : 2 Na+(l) + 2 e- ——> 2 Na(s) ……………….. (1)

Anoda (+) : 2 Cl-(l) Cl2(g) + 2 e- ……………….. (2)

2

Reaksi sel : 2 Na+(l) + 2 Cl-

(l) ——> 2 Na(s) + Cl2(g) …….. [(1) + (2)]

Elektrolisis Larutan

Elektrolisis Larutan dengan Elektroda Inert

Pada proses elektrolisis larutan dengan elektroda inert, apabila

kation pada golongan transisi (B) pasti tereduksi di katoda, dan

apabila kation golongan utama (A) pasti tereduksi air. Sedangkan,

anion apabila tanpa mengandung unsur oksigen pasti tereduksi di

anoda, dan apabila anion mengandung unsur oksigen pasti

tereduksi air. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi elektrolisis

larutan CaCl2 dan CuSO4:

CaCl2(aq) Ca2+ + 2Cl-

Katoda (-): 2H2O + 2e- 2OH- + H2

Anoda (+): 2Cl- Cl2 + 2e-

CaCl2(aq) + 2H2O Ca2+ + 2OH- + H2 + Cl2

CaCl2(aq) + 2H2O Ca(OH)2 + H2 + Cl2

2CuSO4(aq) 2Cu2+ + 2SO42-

Katoda (-): 2Cu2+ + 2e- 2Cu

Anoda (+): 2H2O 4H+ + O2 + 4e_

2CuSO4(aq) + 2H2O 2SO42- + 2Cu + 4H+ + O2

2CuSO4(aq) + 2H2O 2 H2SO4 + 2Cu + O2

Elektrolisis Larutan dengan Elektroda Aktif

Pada elektrolisis larutan dengan elektroda aktif, apabila kation

aturannya sama dengan aturan katoda untuk elektroda inert.

sedangkan, pada anoda apapun anionnya pasti teroksidasi dengan

elektrodanya. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi elektrolisis

larutan CuSO4 dengan elektroda nikel:

CuSO4(aq) Cu2+ + SO42-

Katoda (-): Cu2+ + 2e- 2Cu

Anoda (+): Ni Ni2+ + 2e-

CuSO4(aq) + Ni SO42- + Cu(s) + Ni2+

CuSO4(aq) + Ni Cu(s) + NiSO4(aq)

Potensial Reduksi Standar (E°red)

3

Potensial elektroda standar dari suatu logam adalah beda potensial antara

elektroda hidrogen standar dengan setengah sel yang terdapat logam tercelup

dalam larutannya dengan konsentrasi 1 molar pada suhu 250 atau dengan kata lain

DLG (daya gerak listrik) dari sel. Dengan mengetahui potensial standar dari

masing-masing elektroda, kita dapat menentukan besarnya potensial standar sel

lain yang terbentuk. Potensial yang digunakan dalam pemahasan ini adalah

potensial standar reduksi.

F. Rancangan Percobaan yang terdiri dari :

1) Alat dan Bahan

Alat-alat :

1. Gelas kimia 100 ml, 400 ml

2. Tabung reaksi dan rak

3. Tabung U

4. Batang karbon (dari baterai)

5. Voltmeter

6. Adaptor 6 volt

7. Kabel

Bahan :

1. H2O2 3%

2. FeCl3 0,1 M

3. HNO3 pekat

4. Larutan kanji

5. Lartutan I2

6. FeSO4 jenuh

7. KCNS 0,1 M

8. H2SO4

2M/pekat

9. KI

10. K2Cr2O7 0,1 M

11. CuSO4 1 M

12. ZnSO4 1 M

13. KNO3/NaNO3 1 M

14. Lempeng tembaga

15. Phenolptalein

16. CHCl3

4

2) Langkah-langkah Percobaan

1) Beberapa reaksi redoks

a) Tabung 1

- Ditambahkan 5 tetes larutan kanji

-

- Ditambahkan 1 ml H2SO4 2M

- Ditambahkan 10 tetes H2O2 3 %

Tabung 2

- Ditambahkan 5 tetes larutan kanji

-

- Ditambahkan 1 ml H2SO4 1M

- Ditambahkan 10 tetes FeCl3 0,1 M

Tabung 3

- Ditambahkan 5 tetes larutan kanji

-

- Ditambahkan tetes demi tetes HNO3 pekat

Sebagai pembanding

- Diencerkan

- Ditambahkan 2 tetes larutan kanji

5

Larutan tidak berwarna

merah kecoklatan

Larutan tidak berwarna

merah kecoklatan

Larutan tidak berwarna

merah kecoklatan

1 ml larutan KI 0,1 M

1 ml larutan KI 0,1 M

1 ml larutan KI 0,1 M

5 tetes larutan I2

Coklat kehitaman

- Diencerkan

- Ditambahkan 5 tetes larutan kanji

b)

- dimasukkan kedalam tabung “U” sampai 3 cm dari mulut tabung

- ditambahkan perlahan 2 ml FeSO4 jenuh - ditambahkan 2 ml K2Cr2O7

- ditambahkan 5 tetes KSCN 0,1 M 0,1 M pada tabung sebelah kiri

pada tabung sebelah kanan

- dicelupkan elektroda karbon - dicelupkan elektroda karbon

sampai terendam ± 2 cm sampai terendam ± 2 cm

Sebagai pembanding

- ditambahkan tetesan larutan KSCN 0,1 M

Pada percobaan (a), hal yang dilakukan adalah menyiapkan 4 tabung reaksi. Tabung 1,

2 dan 3 diisi 1 ml larutan KI 0,1 M dan 5 tetes larutan kanji. Tabung 1 dan 2 yang berisi

KI dan kanji ditambahkan 1 ml H2SO4 1 M. Setelah itu menambahkan 10 tetes H2O2 3%

pada tabung 1 dan 10 tetes FeCl3 0,1 M pada tabung 2. Lalu menambahkan tetes demi

tetes HNO3 pekat pada tabung 3 yang berisi KI dan kanji saja.

Tabung 4 digunakan untuk pembanding. Untuk membuat larutan pembanding yaitu

dengan cara mengisi tabung dengan 5 tetes I2 lalu mengencerkannya dan setelah itu

menambahkan 2 tetes larutan kanji. Setelah larutan pembanding telah dibuat,

dibandingkan hasil percobaan pada tabung 1,2,3 dan 4 dengan larutan pembanding.

Setelah dibandingkan, buang larutan pada tabung 4 dan tabung dibersihkan. Setelah itu

membuat larutan pembanding yang kedua dengan cara mengisi tabung 4 dengan 2 tetes I2

lalu mengencerkannya dan setelah itu menambahkan 5 tetes larutan kanji. Setelah larutan

6

ungu

2 tetes larutan I2

H2SO4 2 M

merah jingga

Merah darah Jingga kekuningan

2 ml FeCl3

Endapan coklat kemerahan

pembanding kadua telah dibuat, dibandingkan hasil percobaan pada tabung 1,2,3 dan 4

dengan larutan pembanding.

Pada percobaan (b), pertama-tama menyiapkan tabung “U” dan diisi H2SO4 2 M sampai

3 cm dari mulut tabung lalu memasang tabung U tersebut pada statif dengan klem. Setelah

itu mengisi 2 ml FeSO4 jenuh pada tabung sebelah kanan lalu menambahkannya 5 tetes

KSCN 0,1 M. Pada tabung sebelah kiri ditambahkan 2 ml K2Cr2O7 0,1 M. Masing-masing

tabung kanan dan kiri dicelupkan elektroda karbon sampai terendam ± 2 cm. Antar

elektroda karbon dihubungkan dengan menggunakan kabel berpenjepit buaya. Diamati

perubahan yang terjadi pada masing-masing tabung.

2) Penentuan Daya Gerak Listrik dari Sel Kimia

Gelas kimia I 100 ml Gelas kimia II 100 ml

- dicelupkan batang lempeng tembaga dan seng

- dihubungkan kedua lempeng tersebut dengan voltmeter

- dibuat jembatan garam dari kertas tissue yang digulung dan dibasahi

dengan larutan NaCl

Pada percobaan kedua, pertama-tama menyiapkan 2 gelas kimia 100 ml. Gelas I diisi

15 ml CuSO4 1 M dan gelas II diisi 25 ml ZnSO4 0,1 M Lalu membuat jembatan garam

dengan cara menggulung tissue dan membasahinya dengan larutan NaCl dan hubungkan

kedua gelas kimia dengan jembatan garam tersebut. Setelah itu menghubungkan lempeng

Cu dan Zn pada voltmeter. Setelah terhubung, celupkan lempeng Cu kedalam gelas kimia

berisi CuSO4 dan lempeng seng pada gelas kimia berisi ZnSO4. Catat angka yang ditunjuk

oleh voltmeter dan hitung Eo.

7

15 ml CuSO4 1 M 25 ml ZnSO4 0,1 M

Eo

3) Elektrolisis

Elektrolisis larutan KI

- dimasukkan kedalam tabung “U” sampai 3 cm dari mulut tabung

- dicelupkan elektroda karbon - dicelupkan elektroda karbon

sampai terendam ± 2 cm sampai terendam ± 2 cm

- dihubungkan elektroda karbon - dihubungkan elektroda karbon

dengan adaptor 6 votl dengan adaptor 6 votl

- putuskan aliran listrik setelah 5 menit

- diambil 2 ml larutan hasil elektrolisis - diambil 2 ml larutan hasil dari

ruang katoda elektrolisis dari ruang anoda

- ditambahkan PP - ditambahkan 1 ml CHCl3

- dikocok dan diamati

- ditambahkan 2 ml larutan FeCl3 0,1 M

Pada percobaan ketiga, pertama-tama memasang tabung “U” pada statif dengan klem

lalu mengisinya dengan KI 0,25 M sampai ± 3 cm dari mulut tabung. Setelah itu

mencelupkan elektroda karbon pada mulut tabung sebelah kanan dan kiri sampai

terendam ± 2 cm. Selanjutnya hubungkan elektroda sebelah kanan dengan kutub

negative pada sumber arus searah (adaptor 6 volt) dan elektroda sebelah kiri dengan

kutub positifnya. Amati dan catat perubahan warnanya sebelum dan sesudah reaksi

elektrolisis. Setelah 5 menit putuskan aliran listriknya lalu ambil 2 ml larutan hasil

elektrolisis dari ruang katoda dengan pipet dan memasukkannya dalam tabung reaksi.

Kemudian menambahkannya beberapa tetes PP lalu menambahkan lagi 2 ml larutan

FeCl3 0,1 M. Setelah itu mencatat peristiwa yang terjadi dan menjelaskan mengapa

demikian. Larutan hasil elektrolisis dari ruang anoda jiga diambil 2 ml dan

8

larutan KI 0,25 M

Mengeluarkan gas H2 Mengeluarkan gas I2

Larutan tidak berwarna Terdapat warna kuning kecoklatan

Larutan berubah warna menjadi merah muda

Terdapat larutan berwana kuning dan merah muda yang terpisah

Endapan coklat kemerahan

menambahkannya dengan 1 ml larutan CHCl3 lalu mengocoknya dan mengamati

peristiwa yang terjadi serta menjelaskan mengapa hal tersebut terjadi.

9

G. Hasil Pengamatan

NO. PERCOBAAN

HIPOTESIS HASIL PENGAMATAN KESIMPULAN

1. A. Tabung 1:2I-I2 + 2e-

2e- + 2H+ + H2O22H2O2H+ + H2O2 + 2I-I2+2H2O

-1 reduksi -2

H2SO4 + H2O2 + 2KII2 + 2H2O + K2SO4

-1 0

oksidasi

Tabung 2:2I-I2 + 2e- x1

e- + Fe3+ Fe2+x2

2I- + 2Fe3+ I2 + Fe2+

-1 oksidasi 0

2KI + 2FeCl3 I2 + 2FeCL2 + KCl+3 reduksi +2

Tabung 3:2I-I2 + 2e- x1

e- + 4H+ + NO3- NO + 2H2O x2

8H+ + 2NO3

- + 2I- I2 + 2NO + 4H2Ooksidasi

-1 0

8H+ + 2HNO3

- + 2KI I2 + 2NO + 4H2O + 2K+

Tabung 1: KI ditambahkan amilum dan ditambahkan H2SO4 larutan tidak berwarna.Setelah ditambahkan H2O2 larutannya berubah warna menjadi merah kecoklatan.

Tabung 2: KI ditambahkan amilum dan ditambahkan H2SO4 larutan tidak berwarna.Setelah ditambahkan FeCl3 larutannya berubah menjadi merah kecoklatan.

Tabung 3: KI ditambahkan amilum larutan tidak berwarna.Setelah ditetesi HNO3 larutan berwarna kuning. semakin banyak jumlah tetesan HNO3 larutan berwarna kuning (++).

Pembanding 1: larutan berwarna merah kecoklatan

Pembanding 2: larutan berwarna coklat kehitaman

Pada tabung 1, 2, 3 jumlah I2 lebih banyak daripada amilum.

10

+5 reduksi +2

Larutan yang mengalami perubahan warna menandakan adanya reaksi redoks.Larutan yang berubah warna menjadi coklat kehitaman mengandung I2 lebih banyak daripada larutan kanji. Larutan yang berubah warna menjadi ungu mengandung larutan kanji yang lebih banyak daripada I2.

1. B. Tabung kanan: +6 reduksi +4

2Fe2+ + 2H2SO4 + 6H+ 2Fe3+ + 3SO2 + 6H2O

+2 oksidasi +3

Fe3+ + SCN-Fe(SCN)3merah darah

Tabung kiri:+6 reduksi +3

K2Cr2O7 + 2H2SO4 2Cr3+ + SO2 + 2K+ + SO42-

+ 2H2O

Pembanding:FeCl3 + KSCN Fe(SCN) merah darah + KCl

Tabung kanan:

H2SO4 + FeSO4 larutan tidak berwarna setelah ditetesi KSCN larutan berwarna merah.Setelah dicelupkan elektroda karbon larutan berwarna merah darah.

Tabung kiri:H2SO4 + K2Cr2O7 larutan berwarna jingga setelah dicelupkan elektroda karbon larutan berwarna jingga kekuningan

Terdapat kesesuaian antara hasil pengamatan dengan hipotesis yaitu pada tabung kanan terbentuk Fe(SCN)3 dan pada tabung kiri terbentuk Cr3+

2. Katoda : Cu2+ + 2e Cu Eo = +0,34 voltAnoda : Zn Zn 2+ + 2e Eo = -0,76 voltCu2+ + Zn Cu + Zn2+

0 oksidasi 2+

Cu2+ + Zn Cu + Zn2+

2+ reduksi 0

Eo sel = ECu - EZn

CuSO4 berwarna biruZnSO4 tidak berwarnaSetelah dirangkai sel Gavani, voltmeter menunjukkan angka 4

Terdapat keksesuaian antara hasil pengamatan dengan hipotesis yaitu reaksi CuSO4 dengan ZnSO4

menghasilkan DGL = 1 Volt

11

= +0,34 – (-0,76) = + 1,1 volt

3. Katoda : 2H2O + 2e H2 + 2OH-

Anoda : 2I- I2 + 2e_____________________________2H2O + 2I-H2 + 2OH- + I2

2H2O + 2KI H2 + 2KOH + I2

Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3coklat kemerahan

KI tidak berwarna setelah dirangkai elektrolisis:Katoda: menghasilkan gelembung-elembung gas H2, larutan tidak berwrnaAnoda: menghasilkan gelembung-gelembung gas I2, larutan berwarna kuning kecoklatan.Larutan pada katoda ditambahkan PP: larutan berwarna merah muda kemudian ditambahkan FeCL3 larutan berubah menjadi berwarna merah kecoklatan.Larutan pada anoda ditambahkan CHCl3 terdapat larutan kuning dan pink yang terpisah.

Terdapat kesesuaian antara hasil pengamatan dengan hipotesis yaitu pada katoda terbentuk Fe(OH)3,

larutan pada anoda terdapat pemisahan antara larutan yang berwarna kuning dan pink.

12

H. Analisa Data

1. Pada percobaan pertama mengidentifikasi reaksi redoks berdasarkan perubahan warna

yang diamati

1.a.

Tabung 1:

2I-I2 + 2e-

2e- + 2H+ + H2O22H2O

2H+ + H2O2 + 2I-I2+2H2O

-1 reduksi -2

H2SO4 + H2O2 + 2KII2 + 2H2O + K2SO4

-1 0 oksidasi

KI ditambahkan amilum dan ditambahkan H2SO4 larutan tidak berwarna.

Setelah ditambahkan H2O2 larutannya berubah warna menjadi merah kecoklatan. Hal

itu mengindikasikan bahwa terjadi reaksi redoks yakni: O pada H2O2 mengalami

reduksi menjadi H2O, sedangkan I pada KI mengalami oksidasi menjadi I2.

Tabung 2:

2I-I2 + 2e- x1

e- + Fe3+ Fe2+x2

2I- + 2Fe3+ I2 + Fe2+

-1 oksidasi 0

2KI + 2FeCl3 I2 + 2FeCL2 + KCl

+3 reduksi +2

KI ditambahkan amilum dan ditambahkan H2SO4 larutan tidak berwarna.

Setelah ditambahkan FeCl3 larutannya berubah warna menjdi merah kecoklatan. Hal

ini mengindikasikan bahwa terjadi reaksi redoks yakni: Fe pada FeCl3 mengalami

reduksi menjadi FeCl2, sedangkan I pada KI mengalami oksidasi menjadi I2.

Tabung 3:

2I-I2 + 2e- x1

e- + 4H+ + NO3- NO + 2H2O x2

13

8H+ + 2NO3

- + 2I- I2 + 2NO + 4H2O

oksidasi -1 0

8H+ + 2HNO3

- + 2KI I2 + 2NO + 4H2O + 2K+

+5 reduksi +2

KI ditambahkan amilum larutan tidak berwarna. Setelah ditetesi HNO3

larutannya berubah warna menjadi kuning dan jika diteruskan atau ditambahkan

jumlah tetesan HNO3, maka warna larutan menjadi kuning (++). Hal ini

mengindikasikan bahwa terjadi reaksi redoks yakni: N dalam HNO3 mengalami

reduksi menjadi NO, sedangkan I pada KI mengalami oksidasi menjadi I2.

Berdasarkan hipotesa yaitu larutan yang mengalami perubahan warna

menandakan adanya reaksi redoks. Maka, dibutuhkan pembanding untuk mengetahui

seberapa besar kandungan I2 atau amilum dalam larutan tersebut. Sehingga, kami

membuat dua larutan pembanding yaitu pada pembanding 1, 5 tetes I2 ditambahkan 2

tetes larutan amilum yang menghasilkan warna merah kecoklatan dan itu

mengindikasikan bahwa kandungan I2 lebih banyak daripada amilum. Kemudian pada

pembanding 2, 2 tetes I2 ditambahkan 5 tetes larutan amilum yang menghasilkan

warna ungu dan itu mengindikasikan bahwa kandungan amilum lebih banyak

daripada I2. Namun, pada pembanding kami yang kedua warna yang didapatkan

adalah coklat kehitaman.

1.b.

Tabung kanan:

+6 reduksi +4

2Fe2+ + 2H2SO4 + 6H+ 2Fe3+ + 3SO2 + 6H2O

+2 oksidasi +3

Fe3+ + SCN-Fe(SCN)3merah darah

H2SO4 ditambahkan FeSO4 larutan tidak berwarna. Setelah ditetesi KSCN

larutan berubah warna menjadi merah. Kemudian, dicelupkan elektroda karbon

larutan menjadi berwarna merah darah. Hal ini mengindikasikan bahwa terjadi reaksi

redoks dari perubahan warna tersebut yakni: S dalam H2SO4 mengalami reduksi

menjadi SO2, sedangkan Fe dalam FeSO4 mengalami oksidasi menjadi Fe3+.

Tabung kiri: +6 reduksi +3

14

K2Cr2O7 + 2H2SO4 2Cr3+ + SO2 + 2K+ + SO42- + 2H2O

H2SO4 ditambahkan K2Cr2O7 larutan berwarna jingga, setelah dicelupkan elektroda

karbon larutan berubah warna menjadi jingga kekuningan. Hal ini mengindikasikan

bahwa terjadi reaksi redoks yakni: Cr dalam K2Cr2O7 mengalami reduksi menjadi

Cr3+.

Pembanding:

FeCl3 + KSCN Fe(SCN)3 merah darah + KCl

Pembanding dibuat untuk dapat membedakan warna larutan pada tabung kanan dan

kiri, serta mengetahui tabung mana yang memiliki kandungan Fe lebih banyak

didalam larutan tersebut. Maka, terdapat kesesuaian antara hasil pengamatan dan

hipotesis yaitu pada tabung kanan terbentuk Fe(SCN)3 dan pada tabung kiri terbentuk

Cr3+.

2. Pada percobaan kedua penentuan daya gerak listrik dari sel kimia

Katoda : Cu2+ + 2e Cu Anoda : Zn Zn2+ + 2e

Cu2+ + Zn Cu + Zn2+

0 oksidasi 2+

Cu2+ + Zn Cu + Zn2+

2+ reduksi 0

Eo sel = 1 volt

Pada percobaan ini diberlakukan ketentuan KAPAN (katoda positif-anoda

negatif), maka pada katoda lempeng Cu diletakkan dan lempeng Zn diletakkan pada

anoda. Sehingga, dapat diartikan sebagaimana CuSO4 yang larutannya berwarna biru

mengalami reduksi dan ZnSO4 yang larutannya tidak berwarna mengalami oksidasi.

Berdasakan hipotesis daya gerak listrik untuk reaksi redoks yang dihubungkan

dengan jembatan garam antara CuSO4 dan ZnSO4 adalah +1,1 volt. Namun pada

percobaan kami ini setelah dirangkai sel Gavani, voltmeter menunjukkan angka 4 dan

daya gerak listrik yang didapatkan adalah 1 volt.

3. Elektrolisis

Katoda : 2H2O + 2e H2 + 2OH-

Anoda : 2I- I2 + 2e

2H2O + 2I-H2 + 2OH- + I2

2H2O + 2KI H2 + 2KOH + I2

15

Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3coklat kemerahan

Pada percobaan ini diberlakukan ketentuan KNAP (katoda negatif-anoda

positif). maka, pada katoda menghasilkan gelembung-gelembung gas H2 dan warna

larutan tidak berwarna. Kemudian, pada anoda menghasilkan gelembung-gelembung

gas I2 dan larutannya berwarna kuning kecoklatan.

Setelah itu, larutan pada katoda ditambahkan PP warna larutan menjadi merah

muda, lalu ditambahkan FeCl3 larutannya berubah menjadi merah kecoklatan.

sedangkan, larutan pada anoda ditambahkan CHCl3 terdapat larutan kuning dan merah

muda yang terpisah.

Terdapat kesesuaian antara hasil pengamatan dan hipotesis yaitu larutan pada

katoda terbantuk Fe(OH)3, sedangkan larutan pada anoda terdapat pemisahan antara

larutan yang berwarna merah muda dengan larutan yang berwarna kuning.

I. Pembahasan

Pada percobaan pertama yaitu mengidentifikasi reaksi redoks berdasarkan

perubahan warna yang diamati. Pada percobaan ini, H2SO4 digunakan sebagai

pemberi suasana asam dan amilum digunakan sebagai indicator. Pada tabung 3 tidak

ditambah H2SO4 karena penambahan HNO3 sendiri sudah bersifat asam. Secara teori,

larutan yang mengalami perubahan warna menandakan adanya reaksi redoks. Larutan

yang berubah warna menjadi merah kecoklatan mengandung I2 lebih banyak daripada

amilum. Sedangkan, larutan yang berubah warna menjadi ungu mengandung larutan

amilum yang lebih banyak daripada I2. Maka, pada ketiga tabung pada percobaan

pertama ini mengandung I2 lebih banyak karena hasil larutan yang didapat adalah

merah kecoklatan. Begitu pula dengan kedua pembanding yang seharusnya

pembanding kedua merupakan pengidentifikasi bagi larutan yang mengandung

amilum lebih banyak dengan warna larutan ungu. Namun, pembanding kedua tersebut

larutannya berwarna coklat kehitaman. Hal ini jelas, bahwa pembanding dua juga

mengandung I2 lebih banyak dibandingkan dengan pembanding satu. Pada tabung 3

semakin banyak jumlah tetesan HNO3 larutan berwarna kuning (++). Hal ini terjadi

karena semakin banyak jumlah tetesan HNO3 semakin banyak I- yang teroksidasi

membentuk I2.

16

Pada percobaan pertama yang menggunakan tabung”U”, perubahan warna

larutan sebelah kanan tabung menjadi merah darah dikarenakan Fe3+ hasil oksidasi

dari FeSO4 bereaksi dengan SCN- dari KSCN membentuk Fe(SCN)3 yang merupakan

endapan merah darah. Pada tabung sebelah kiri larutan berwarna jingga yaitu warna

dari K2Cr2O7. Setelah dicelupkan elektroda karbon warna larutan menjadi jingga

kekuningan. Hal ini dikarenakan sebagian Cr6+ yang berwarna jingga tereduksi

menjadi Cr3+ yang berwarna kuning.

Pada percobaan kedua yaitu menentukan daya gerak listrik dari sel kimia.

Secara teori, sel kimia atau sel gavani (sel volta) adalah sel elektrokimia yang terdiri

dari 2 buah elektroda yang dapat menghasilkan energi listrik. Pada rangkaian sel

dibutuhkan pula jembatan garam, jembatan garam dibutuhkan untuk memberikan

jalan bagi ion untuk bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya untuk menjaga

larutan agar muatan listriknya tetap netral. Elektroda tembaga disebut katoda yang

mengalami reduksi yaitu Cu2+ menjadi Cu, ion Cu2+ dari larutan CuSO4. Sedangkan

elektroda seng sebagai anoda yang mengalami reaksi oksidasi yaitu dari Zn menjadi

Zn2+ dalam larutan ZnSO4.

Ion Cu2+ dari larutan CuSO4 melapisi elektroda tembaga, sedangkan Zn pada

elektroda seng semakin berkurang dan akan habis karena menjadi ion Zn2+. Kation-

kation di dalam jembatan garam berpindah ke gelas kimia yang mengandung

elektroda tembaga untuk menggantikan ion tembaga yang semakin habis. Sebaliknya,

anion-anion pada jembatan garam berpindah ke sisi elektroda seng yang menjaga agar

larutan yang mengandung ion Zn2+ tetap bermuatan listrik netral. Di dalam sel volta

berlaku KAPAN (katoda positif-anoda negatif), maka anoda mempunyai electron

yang lebih besar. Sementara katoda adalah yang kekurangan electron, itu berarti

tembaga sebagai penerima electron. Munculnya arus listrik yang terjadi dari anoda

menuju katoda disebabkan oleh perbedaan potensial elektrik antara kedua elektroda

tersebut. Melalui percobaan ini perbedaan potensial dapat diukur dengan voltmeter

dan hasilnya berupa potensial standar sel (E0 sel). Dari reaksi redoks antara CuSO4

dengan ZnSO4 secara teori menghasilkan daya gerak listrik sebesar 1,1 volt.

Sedangkan hasil percobaan menghasilkan daya gerak listrik sebesar 1 volt dengan

perhitungan sebagai berikut :

DGL = angka yang ditunjuk voltmeter x skala penunjuk

Skala maksimum

17

= 4

10 x 2,5 = 1 volt

Pada percobaan ketiga yaitu menguji elektrolisis larutan KI. Dalam sel

elektrolisis terjadi perubahan energy listrik menjadi energy kimia oleh karena itu

pada percobaan ini dihubungkan dengan baterai 6 volt agar terjadi reaksi kimia. Di

dalam sel elektrolisis berlaku katoda negative, anoda positif. Oleh karena KI ada

dalam system larutan, berarti didalam system yang akan terelektrolisis terdapat juga

air, selain K+ dan I-. Oleh karena K+ termasuk golongan IA, maka jika ada air yang

akan tereduksi airnya dan menghasilkan H2. Sementara itu, I- termasuk halogen, maka

akan teroksidasi menjadi unsurnya yaitu I2.

Larutan pada katoda saat ditambahkan PP berubah warna menjadi merah

muda, hal ini dikarenakan adanya ion OH- pada katoda yang terbentuk dari reaksi

reduksi: 2H2O + 2e H2 + 2OH-. Sedangkan gelembung udara yang muncul pada

katoda dikarenakan terbentuknya gas H2. Lalu penambahan FeCl3 menjadikan larutan

berwarna coklat kemerahan, hal ini terjadi karena ion OH- bereaksi dengan Fe3+

menjadi Fe(OH)3.

Larutan pada anoda berwarna kuning kecoklatan, hal ini membuktikan adanya

reaksi oksidasi 2I- I2 + 2e. Warna kuning kecoklatan tersebut merupakan warna

dari I2. Gelembung udara yang muncul pada anoda dikarenakan terbentuknya gas I2.

Lalu penambahan CHCl3 pada larutan di ruang anoda mengakibatkan terbentuknya

larutan kuning dan merah muda yang terpisah. Larutan kuning tersebut adalah I2

sedangkan larutan merah muda adalah CHCl3. Kedua larutan tersebut terpisah karena

perbedaan kepolaran larutan. Larutan I2 bersifat non polar sedangkan CHCl3 bersifat

polar. Senyawa polar hanya bisa larut dengan senyawa lain yang polar juga. Warna

CHCl3 adalah tidak berwarna tetapi saat ditambahkan pada larutan I2 menjadi merah

muda. Hal ini dikarenakan apabila suatu larutan iodide dikocok dengan 1-2 ml

kloroform, iod akan dibebaskan. Iod ini melarut membentuk larutan lembayung yang

turun ke sebelah bawah lapisan air.

J. Diskusi

Pada percobaan pertama yaitu KI ditambahkan amilum dan ditambahkan

H2SO4 larutan tidak berwarna. Setelah ditambahkan H2O2 larutannya berubah warna

menjadi merah kecoklatan, seharusnya adalah berwarna ungu. Hal itu terjadi

18

dikarenakan konsentrasi H2O2 terlalu pekat sehingga warna larutan menjadi cokelat

kehitaman.

Pada percobaan ketiga larutan pada katoda ditambahkan PP warna larutan

menjadi merah muda, lalu ditambahkan FeCl3 larutannya berubah menjadi merah

kecoklatan, seharusnya terdapat endapan berwarna merah kecoklatan. Hal itu terjadi

dikarenakan waktu yang dilakukan untuk elektrolisis kurang lama.

K. Simpulan

Reaksi redoks dapat diamati dan diidentifikasi dari perubahan warna suatu larutan

yang direaksikan

Sel volta merupakan sel elektrokimia yang menghasilkan energi lisrik

Perubahan potensial reduksi dapat dihitung dengan menentukan daya gerak listrik

menggunakan voltmeter dalam sel volta.

Larutan KI dapat dielektrolisis dan menghasilkan gas H2 pada katoda dan I2 pada

anoda

Sel elektrolisis merupakan sel elektrokimia yang membutuhkan energi listrik untuk

diubah menjadi energi kimia dalam reaksi redoks.

L. Jawaban Pertanyaan

1. Pada percobaan redoks tidak diperlukan sumber arus, sedangkan pada elektrolisis

diperlukan arus mengapa demikian? dan jelaskan apa sebenarnya fungsi arus

tersebut!

Jawab:

Karena Elektrolisis merupakan penguraian suatu zat akibat arus listrik. Elektrolisis

menerapkan arus listrik searah untuk mendorong agar terjadi reaksi elektrokimia di

dalam sel.

2. Apa yang dimaksud dengan jembatan garam, apa fungsinya dan jelaskan cara

pembuatannnya dengan kertas tissue!

Jawab:

19

Jembatan garam merupakan jembatan yang digunakan pada pembuatan sel volta

berbentuk seperti pipa U yang berisi elektrolit (KCl) yang digunakan sebagai kontak

listrik antara kedua larutan elektrolit dalam sel Volta.

M.Daftar Pustaka

andykimia03.wordpress.com/2009/09/09/elektrokimia-i-penyetaraan-reaksi-redoks-dan-

sel-volta. Diakses 13 April 2012, pukul 02:09 WIB

belajar-sob.blogspot.com/2009/09/reaksi-redoks-dan-elektrokimia.html. Diakses 4 April

2012, pukul 03:33 WIB

budisma.web.id/materi/sma/kimia-kelas-xii/sel-elektrolisis. Diakses 13 April 2012, pukul

02:10 WIB

Dasar, T. K. (2010). KIMIA DASAR II. Surabaya: Unipress.

Dasar, T. K. (2012). Penuntun Praktikum KIMIA DASAR LANJUT. Surabaya:Unipress

20

LAMPIRAN

1. Beberapa reaksi redoks

21

Tabung 1

KI + H2SO4 + H2O2

Tabung 2

KI + H2SO4 + FeCl3

22

Pembanding 2 Tabung kanan : H2SO4 + FeSO4 + KSCN + Elektroda karbon

Tabung kiri : : H2SO4 + K2Cr2O7 + elektroda karbon

Tabung kanan : H2SO4 + FeSO4 + KSCN + Elektroda karbon

Pembanding : FeCl3 + KSCN

Tabung kiri : : H2SO4 + K2Cr2O7 +

Pembanding b : FeCl3 + KSCN

2. Penentuan Daya Gerak Listrik dari Sel Kimia

3. Elektrolisis

23

Tabung kanan : H2SO4 + FeSO4 + KSCN + Elektroda karbon

Pembanding : FeCl3 + KSCN

Tabung kiri : : H2SO4 + K2Cr2O7 +

Sel volta antara ZnSO4 dengn Cu SO4 Voltmeter menunjukkan angka 4

24

Pada katoda terbentuk banyak gelembung udara dan larutan tidak berwarna

Pada katoda terbentuk sedikit gelembung udara dan larutan berwarna kuning

Larutan pada katoda + PP Larutan pada katoda + PP + FeCl3

Larutan pada anoda + CHCl3