reaksi redoks dan elektrokimia - ebook.sman1 xii ps/pdf/bab 2 reaksi...perhatikan pada peta konsep...

Download REAKSI REDOKS DAN ELEKTROKIMIA - ebook.sman1 XII PS/PDF/BAB 2 REAKSI...perhatikan pada peta konsep berikut. ... Reaksi redoks dalam larutan basa atau netral Contoh: Setarakan reaksi

Post on 06-Feb-2018

351 views

Category:

Documents

13 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • A. PENYETARAAN REAKSI REDOKS

    B. REAKSI REDOKS DALAM SEL ELEKTROKIMIA

    C. POTENSIAL ELEKTRODA POTENSIAL SEL DAN SEL VOLTADALAM KEHIDUPAN

    D. REAKSI REDOKS DITINJAU DARI HARGA POTENSIAL SEL

    E. KOROSI

    F. ELEKTROLISIS

    G. MENENTUKAN MASSA ZAT YANG MENGENDAP DI ELEK-TRODA

    H. PERANAN ELEKTROLISIS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

    REAKSI REDOKS DAN ELEKTROKIMIA2

    Reaksi oksidasi dan reduksi selalu terjadi perubahan bilangan oksidasipada atom-atom yang bereaksi. Diharapkan dengan mempelajari reaksiredoks Anda diharapkan dapat menerapkan konsep redoks dan elektrokimiadalam teknologi dan kehidupan sehari-hari.

  • KIMIA XII SMA28Hubungan antara konsep yang satu dengan yang lain dapat Anda

    perhatikan pada peta konsep berikut.

    Peta konsep reaksi redoks

    A. PENYETARAAN REAKSI REDOKS

    Persaman reaksi redoks telah setara jika jumlah atom dan jumlahmuatan di ruas kiri sama dengan ruas kanan. Reaksi redoks biasanyaberlangsung di dalam pelarut air maka penyetaraan persamaan reaksiredoks selalu melibatkan ion H+ dan ion OH-. Persamaan reaksi redoksyang sederhana dapat disetarakan secara mudah (secara langsung) tetapiuntuk reaksi redoks yang rumit (kompleks), dapat disetarakan denganmetode setengah reaksi (metode ion elektron) dan metode perubahanbilangan oksidasi.

    sel primer

    REAKSI REDOKS

    reaksi redoksdalam sel

    elektrokimia

    harga poten-sial sel

    penyetaraanreaksi redoks

    reaksi redoksdan harga

    potensial sel

    korosi

    elektrolisis

    setengahreaksi

    perubahanbiloks

    hukumFaraday I

    hukumFaraday II

    sellechlance

    batereialkaline

    batereiperaksida

    aki

    batereiNiCd

    batereiLi.Ion

    sel sekunder

    meliputi

    dengan caramenentukan jumlah zat

    manfaatsel volta

  • KIMIA XII SMA 291. Penyetaraan Reaksi Redoks Dengan Metode Setengah Reaksi

    (Metoda Ion Elektron)

    a. Reaksi redoks dalam larutan asamContoh:

    Setarakan reaksi berikut: MnO4- + C2O4

    2- CO2 + Mn2+

    Langah-langkahnya sebagai berikut.1) Tuliskan semua bilangan oksidasi atom-atom unsur yang terlibat

    reaksi

    MnO4-(aq) + C2O4

    2-(aq) CO2(g) + Mn

    2+(aq)

    +7 2 +3 2 +4 2 +22) Tuliskan setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksi

    secara terpisah

    oksidasi : C2O42-

    (aq) CO2(g) (atom C teroksidasi)

    reduksi : MnO4-(aq) Mn

    2+(aq) (atom Mn tereduksi)

    3) Setarakan jumlah atom yang teroksidasi dan tereduksi (atom C dan Mn)

    oksidasi : C2O42-

    (aq) 2CO2(g)reduksi : MnO4

    -(aq) Mn

    2+(aq)

    4) Setarakan jumlah atom oksigen, dengan cara menambahkanmolekul H2O pada ruas yang kekurangan atom oksigen.

    oksidasi : C2O42-

    (aq) 2CO2(g) (atom O ruas kanan dan kiri sudah sama maka tidak perlu ditambah H2O)

    reduksi : MnO4-(aq) Mn

    2+(aq) + 4H2O(l)

    5) Setarakan jumlah hidrogen dengan menambahkan H+ pada ruasyang kekurangan atom H.

    oksidasi : C2O42-

    (aq) 2CO2(g)reduksi : MnO4

    -(aq) + 8H

    +(aq) Mn

    2+(aq) + 4H2O(l)

    6) Setarakan jumlah muatan ruas kiri dan kanan dengan menambah-kan elektron di ruas yang jumlah muatannya lebih besar

    oksidasi : C2O42-

    (aq) CO2(g) + 2e ruas kanan = 0, ruas kiri = -2 maka ruas kanan ditambah 2e

    reduksi : 5e + MnO4-(aq) + 8H

    +(aq) Mn

    2+(aq) + 4H2O(l) ruas kiri

    = +7, ruas kanan = +2 maka ruas kiri ditambah 5e

  • KIMIA XII SMA30Pada setengah reaksi oksidasi harus dikalikan 5 dan pada setengahreaksi reduksi harus dikalikan 2 agar elektron yang dilepas samadengan elektron yang diterimaReaksi tersebut menjadi

    oksidasi : 5C2O42-

    (aq) 10CO2(g) + 10e

    reduksi : 10e + 2MnO4-(aq) + 16H

    +(aq) 2Mn

    2+(aq) + 8H2O(l)

    7) Jumlahkan setengah reaksi oksidasi dengan setengah reaksi reduksi

    oksidasi : 5C2O42-

    (aq) 10CO2(g) + 10e

    reduksi : 2MnO4-(aq) + 16H

    +(aq) + 10e 2Mn

    2+(aq) + 8H2O(l) +

    5C2O42-

    (aq)+2MnO4-(aq)+16H

    +(aq) 10CO2(g)+2Mn

    2+(aq)+8H2O(l)

    Apabila reaksinya dalam bentuk molekul, maka persamaan reaksikita kembalikan ke bentuk reaksi molekuler (seperti soalnya), dengancara menambahkan sejumlah ion-ion yang belum ada dalam persamaanreaksi ion.Contoh:

    KMnO4(aq+H2C2O4(aq)+H2SO4(aq)MnSO4(aq)+K2SO4(aq)+CO2(g)+ H2O(l)2MnO4

    -(aq + 5C2O4

    2-(aq) + 16H

    +(aq) 10CO2(g) + Mn

    2+(aq) + 8H2O(l)

    2K+ +3SO42- 2K+ 3SO4

    2- +

    2KMnO4-(aq + 5H2C2O4(aq) + 3H2SO4(aq) 10CO2(g) + 2MnSO4(aq) +

    K2SO4(aq) + 8H2O(l)

    b. Reaksi redoks dalam larutan basa atau netralContoh:

    Setarakan reaksi berikut: HPO32-

    (aq) + OBr- Br-(aq) + PO4

    3-(aq)

    Langah-langkahnya sebagai berikut.1) Tuliskan semua bilangan oksidasi atom-atom unsur yang terlibat

    reaksi

    HPO32-

    (aq) + OBr-(aq) Br

    -(g) + PO4

    3-(aq)

    +1 +3 2 -2 +1 1 +5 22) Tuliskan setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksi

    secara terpisah

    oksidasi : HPO32-

    (aq) PO43-

    (aq)

    reduksi : OBr-(aq) Br-(aq)

  • KIMIA XII SMA 313) Setarakan jumlah atom yang teroksidasi dan tereduksi pada setengah

    reaksi tersebut. (Jumlah atom yang teroksidasi dan tereduksi sudahsama)

    4) Tambahkan OH- pada ruas yang kekurangan atom oksigen. (agarjumlah atom O setara)

    oksidasi : HPO32-

    (aq) + OH-(aq) PO4

    3-(aq)

    reduksi : OBr-(aq) Br-(aq) + OH

    -(aq)

    5) Tambahkan H2O pada ruas yang kekurangan hidrogen. (agarjumlah atom H setara)

    oksidasi : HPO32-

    (aq) + 3OH-(aq) PO4

    3-(aq) + 2H2O(l)

    reduksi : OBr-(aq) + H2O(l) Br-(aq) + 2OH

    -(aq)

    6) Setarakan jumlah muatan ruas kiri dan ruas kanan dengan caramenambahkan elektron di ruas yang jumlah muatannya lebih besar.

    oksidasi : HPO32-

    (aq) + 3OH-(aq) PO4

    3-(aq) + 2H2O(l) + 2e

    reduksi : OBr-(aq) + H2O(l) + 2e Br-(aq) + 2OH

    -(aq)

    Karena jumlah elektron yang dilepaskan sudah sama dengan yangditerima maka tidak perlu dikalikan silang.

    7) Jumlahkan setengah reaksi oksidasi dengan setengah reaksi reduksi

    oksidasi : HPO32-

    (aq) + 3OH-(aq) PO4

    3-(aq) + 2H2O(l) + 2e

    reduksi : OBr-(aq) + H2O(l) + 2e Br-(aq) + 2OH

    -(aq) +

    HPO32-

    (aq)+OH-(aq)+OBr

    -(aq) PO4

    3-(aq)+H2O(l)+Br

    -(aq)

    2. Penyetaraan Reaksi Redoks Dengan Cara Bilangan Oksidasi

    ContohSetarakan reaksi berikut. K2Cr2O7(aq)+H2C2O4(aq)+H2SO4(aq)K2SO4(aq)+Cr2(SO4)3(aq)+CO2(g)+

    H2O(l)Langah-langkahnya sebagai berikut:a. Carilah unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

    K2Cr2O7(aq) + H2C2O4(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + Cr2(SO4)3(aq) + CO2(g) + H2O(l)+1 +6 -2 +1 +3 -2 +1 +6 -2 +1 +6 -2 +3 +6 -2 +4 -2 +1 -2

    oksidasi

    reduksi

  • KIMIA XII SMA3 2b. Setarakan jumlah unsur yang mengalami perubahan bilangan

    oksidasi tersebut

    c. Tentukan jumlah perubahan bilangan oksidasi tersebut. Jika jumlahunsur lebih dari satu, kalikan perubahan bilangan oksidasi itu denganjumlah unsur

    d. Setarakan jumlah perubahan bilangan oksidasinya

    Angka pengalinya digunakan untuk mengalikan koefisien zat (3untuk mengalikan koefisien zat yang ada unsur C-nya, 1 untukmengalikan koefisien zat yang ada unsur Cr-nya)K2Cr2O7(aq) + 3H2C2O4(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + Cr2(SO4)3(aq) +

    6CO2(g)+ H2O(l)e. Setarakan atom unsur lainnya dengan urutan selain H dan O,

    hidrogen dan oksigen. Jumlah K di ruas kiri = jumlah di ruas kanan.Jumlah atom S pada ruas kiri = 1, pada ruas kanan = 4; maka padaruas kiri diberi koefisien 4.K2Cr2O7(aq) + 3H2C2O4(aq) + 4H2SO4(aq) K2SO4(aq) + Cr2(SO4)3(aq) +

    6CO2(g)+ H2O(l)Jumlah atom H pada ruas kiri = 14, pada ruas kanan = 2; maka H2Opada ruas kanan diberi koefisien 7. Jumlah atom O di ruas kirisudah sama dengan ruas kanan.K2Cr2O7(aq) + 2H2C2O4(aq) + 4H2SO4(aq) K2SO4(aq) + Cr2(SO4)3(aq) +

    6CO2(g) + 7H2O(l)

    K2Cr2O7 + H2C2O4 + H2SO4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 2CO2 + H2O

    6 x 1

    2 x 3

    K2Cr2O7(aq) + H2C2O4(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + Cr2(SO4)3(aq) + 2CO2(g) + H2O(l)+6 +3 +3 +4

    3 x 2 = 6

    1 x 2 = 2

    K2Cr2O7(aq) + H2C2O4(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + Cr2(SO4)3(aq) + 2CO2(g) + H2O(l)

    oksidasi

    reduksi

  • KIMIA XII SMA 33

    Latihan 1

    1. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara setengah reaksi:

    a. SO2 + Cr2O72- HSO4

    - + Cr3+ (suasana asam)

    b. Al + NO3- NH4

    + + AlO2- (suasana basa)

    c. Fe2+ + MnO4- + C2O4

    2- Fe3+ + Mn2+ + CO2d. Cl- + SO4

    2- S2O32- + Cl2

    2. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi

    a. HNO3 + H2S NO + S + 4H2O

    b. Al + OH- Al(OH)4- + H2

    c. CrO2- + H2O2 CrO4

    2- + H2O

    d. Cu + NO3- Cu2+ + NO2

    B. REAKSI REDOKS DALAM SEL ELEKTROKIMIA

    Sel elektrokimia ada 2 macam, yakni sel volta dan sel elektrolisis. Selelektrokimia merupakan suatu sistem yang terdiri atas dua elektroda, danlarutan atau leburan elektrolit sebagai penghantar elektron. Pada sel voltamaupun sel elektrolisis, reaksi redoks berlangsung dalam suatu elektroda. Contoh:

    Gambar 2.1

    Elektroda dibedakan menjadi 2, yaitu anoda dan katoda) Katoda adalah elektroda tempat berlangsungnya reaksi reduksi

    (Ka-red)) Anoda adalah elektroda tempat berlangsungnya reaksi oksidasi

    (Anoks)Salah satu perbedaan sel volta dengan sel elektrolisis adalah:

    - pada sel volta, reaksi redoks menghasilkan energi listrik- dan sebaliknya pada sel elektrolisis, energi listrik diperlukan untuk

    berlangsungnya suatu reaksi redoks

    logam Zn

    larutanZn (NO3)2

    logam Cu

    larutanCuSO4

  • KIMIA XII SMA341. Sel Volta (Sel Galvani)

    Bila dua buah elektr