Sabtu, 02 Juni 2012

REDOKS DAN ELEKTROKIMIA


REDOKS DAN ELEKTROKIMIA

1.        Standar Kompetensi
Memahami reaksi oksidasi reduksi dan sel elektrokimia serta penerapannya dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari.

2.        Kompetensi Dasar
Menerapkan konsep reaksi redoks dalam sistem elektrokimia yang melibatkan energi listrik dan kegunaannya dalam industri

3.        Indikator Pembelajaran
·          Menyetarakan persamaan reaksi redoks dengan cara bilangan oksidasi
·          Menyetarakan persamaan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi (ion elektron).
·          Menyimpulkan ciri reaksi redoks yang berlangsung spontan berdasarkan hasil pengamatan.
·          Menggambarkan susunan sel volta atau sel galvani dan menjelaskan fungsi tiap bagiannya.
·          Menuliskan lambang sel dari reaksi-reaksi yang terjadi pada sel volta.
·          Menghitung potensial sel berdasarkan data potensial standar dan membandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan.
·          Menjelaskan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel volta.
·         Menjelaskan prinsip sel-sel volta yang banyak digunakan  dalam kehidupan.

4.        Petunjuk Belajar
·          Bacalah rangkuman materi berikut dengan seksama
·          Setelah selesai membaca materi berikut jawablah soal-soal berikut
·          Jika anda mengalami kesulitan diskusikan dengan teman anda

A.      KONSEP OKSIDASI-REDUKSI

  1. Konsep Oksidasi-Reduksi

No

Konsep

Reaksi Oksidasi

Reaksi Reduksi

1.


2.


3.

1


2


3


-          Penangkapan Oksigen
Contoh    :  Ca + O2 à CaO

-          Pelepasan Elektron
Contoh    :  Zn à Zn2+ + 2e

-          Bilangan Oksidasi Naik
Contoh    :  S2O32- à S4O62-

-          Pelepasan Oksigen
Contoh   : FeO à Fe + O2

-          Penangkapan Elektron
Contoh   : Cu2+ + 2e à Cu

-          Bilangan Oksidasi Turun
Contoh   : MnO42- à Mn2+


  1. Bilangan Oksidasi

Bilangan Oksidasi merupakan suatu bilangan yang dimiliki suatu atom dalam bentuk atom, molekul ion atau senyawa.
Aturan Bilangan Oksidasi :
1.        Bilangan Oksidasi atom Oksigen dalam bentuk senyawa atau molekul = -2, kecuali pada peroksida –1, superoksida –1/2.
2.        Bilangan Oksidasi atom Hidrogen dalam bentuk senyawa atau molekul = -1, kecuali pada hidrida +1.
3.        Bilangan Oksidasi ion sesuai jumlah muatannya
4.        Jumlah bilangan oksidasi pada molekul atau ion sesuai jumlah muatannya.
5.       Bilangan Oksidasi atom atau molekul bebas = 0

Contoh :
Tentukan bilangan oksidasi atom berikut ini yang dicetak tebal !
1.       SO2                                                  4. C2H4
2.       Mn2+                                               5. Ca(NO3)2
3.   NH4Cl                                              6.  K2Cr2O7
Jawab :
1.       +4                                                   4. -2
2.       +2                                                   5. +5
3.       –3                                                   6. +6

       3.  Reduktor dan Oksidator
a.       Reduktor       : Zat yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi
b.       Oksidator      : Zat yang mengalami penurunan bilangan oksidasi

Contoh :
2K2MnO4 + 4H2SO4 + 5H2C2O4 à 2MnSO4 + 2K2SO4 + 10CO2 + 9H2O
               
                - Reduktor             : H2C2O4 sebab bilangan oksidasi C berubah dari +2 menjadi +4
                - Oksidator            : K2MnO4 sebab bilangan oksidasi Mn berubah dari +7 menjadi +2



Aktifitas 6
UJI KOMPETENSI KONSEP DASAR REDOKS

1.       Tentukan bilangan oksidasi unsur yang dicetak tebal :
a.       Zn                                                                           f.  Ca(ClO2)2
b.       Fe3+                                                                        g. K2MnO4
c.        S2-                                                                           h. H2O2
d.       NH4+                                                                       i.  NaAl(OH)4
e.        Cr2O72-                                                                   j.  C2H6O2

2.       Sebutkan jenis reaksi berikut oksidasi atau reduksi :
a.       Fe2+ à Fe3+                                                                                         d. NH4+ à NO3-
b.       Cr2O72- à Cr3+                                                      e. Al à Al(OH)4- 
c.        C2O42- à CO2                                                       f.  As2S5 à H2SO4

3.       Sebutkan jenis reaksi berikut redoks atau bukan redoks :
a.       Fe2+ + Cr2O72- à Cr3+ + Fe3+
b.       Cu + HNO3 à Cu(NO3)2 + NO + H2O
c.        HCl + NaOH à NaCl  + H2O
d.       I2 + S2O32- à 2I- + S4O62-

4.       Sebutkan reduktor adan oksidator untuk reaksi redoks berikut :
a.       Cu + HNO3 à Cu(NO3)2 + NO + H2O
b.       I2 + S2O32- à 2I- + S4O62-
c.        Cl2  + OH- à ClO-   + ClO3-  + H2O
d.       PbO2 + Pb + H2SO4 à PbSO4 + H2O

5.       Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara matematika !
a.       Cu + HNO3 à Cu(NO3)2 + NO + H2O
b.       I2 + S2O32- à 2I- + S4O62-
c.        Cl2  + OH- à ClO-   + ClO3-  + H2O
d.       PbO2 + Pb + H2SO4 à PbSO4 + H2O


B.      PENYETARAAN REAKSI REDOKS

Reaksi redoks dikatakan setara bila memenuhi dua syarat yaitu :
  1. Jumlah atom sebelum reaksi ( reaktan ) jumlahnya sama dengan jumlah atom sesudah reaksi ( produk )
  2. Jumlah muatan sebelum reaksi ( reaktan ) jumlahnya sama dengan jumlah muatan sesudah reaksi ( produk )

Penyetaraan reaksi redoks dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :
  1. Cara Bilangan Oksidasi
  2. Cara Setengah Reaksi ( Cara Ion-Elektron )

  1. Cara Bilangan Oksidasi

Langkah penyetaraan cara bilangan oksidasi :
a.       Tentukan bilangan oksidasi atom-atom yang mengalami reaksi redoks
b.       Tentukan selisih bilangan oksidasi atom-atom yang mengalami reaksi redoks
c.        Kalikan silang dengan selisih bilangan oksidasi pada atom/ion/senyawa yang mengalami perubahan bilangan oksidasi
d.       Setarakan jumlah muatan dengan menambah H+ ( suasana asam ) dan OH-( suasana basa )
e.        Setarakan jumlah atom H dengan menambah H2O

Contoh :
Setarakan reaksi berikut :
1.     Fe2+  + MnO4-  à Fe3+  +  Mn2+                          ( suasana asam )
2.     CrO42- + Fe(OH)2  à Cr2O3 + Fe(OH)3                                 ( suasana basa )
3.     CrI3 + KOH + Cl2 à K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O

Jawab : 

1. Fe2+  + MnO4-  à Fe3+  +  Mn2+                    ( suasana asam )

Langkah 1 & 2 :  Fe2+  + MnO4-  à Fe3+  +  Mn2+
                                                +2        +7             +3         +2
                                                      1 
                                                                           5

Langkah 3 :          5Fe2+  +  MnO4-  à 5Fe3+  +  Mn2+
                Langkah 4 :          5Fe2+  +  MnO4-  + 8H+ à 5Fe3+  +  Mn2+   
                        Langkah 5 :          5Fe2+  +  MnO4-  + 8H+ à 5Fe3+  +  Mn2+  +  4H2O

        2. CrO42- + Fe(OH)2  à Cr2O3 + Fe(OH)3      ( suasana basa )

                        Langkah 1 & 2 : 2CrO42- + Fe(OH)2  à Cr2O3 + Fe(OH)3 
                                                    +12           +2                +6           +3
 

                                                                         6
                                                                                  1

                        Langkah 3            : 2CrO42- + 6Fe(OH)2  à Cr2O3 + 6Fe(OH)3
                        Langkah 4            : 2CrO42- + 6Fe(OH)2  à Cr2O3 + 6Fe(OH)3 + 4OH-
                        Langkah 5            : 2CrO42- + 6Fe(OH)2  + 5H2Oà Cr2O3 + 6Fe(OH)3 + 4OH-

        3. CrI3 + KOH + Cl2 à K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O

                        Langkah 1&2       : CrI3 + KOH + Cl2 à K2CrO4 + 3KIO4 + 2KCl + H2O
                                                         +3 –3                 0           +6            +21           -2                               
                                                                
                                                                        3                      24                


 
                                                                 27                                    2     

Langkah 3            : 2CrI3 + KOH + 27Cl2 à 2K2CrO4 + 6KIO4 + 54KCl + H2O
                        Langkah 4            : 2CrI3 + 64KOH + 27Cl2 à 2K2CrO4 + 6KIO4 + 54KCl + H2O
                        Langkah 5            : 2CrI3 + 64KOH + 27Cl2 à 2K2CrO4 + 6KIO4 + 54KCl + 32H2O


Aktifitas 7
UJI KOMPETENSI KONSEP PENYETARAAN REDOKS CARA BILANGAN OKSIDASI

  1. Setarakan reaksi reduksi berikut  :
a.       MnO4- à Mn2+             ( suasana asam )                 c. MnO4- à MnO2               ( suasana basa  )
b.       Cr2O72- à Cr3+              ( suasana asam )                 d. NO3-  à NH3                    ( suasana basa )

  1. Setarakan reaksi oksidasi berikut :
a.       C2O42-  à CO2              ( suasana asam )                 c. C2H4 à CH3COOH         ( suasana basa )
b.       I2 à IO3-                        ( suasana asam )                 d. Zn à ZnO22-                     ( suasana basa )

  1. Setarakan reaksi redoks berikut dalam suasana asam dengan cara bilangan oksidasi :
a.       Fe2+ + MnO4- à Fe3+ + Mn2+
b.       S2- + NO3- à SO42- + NO2
c.        MnO2 + Cl- à Mn2+  +   Cl2
d.       S2- + NO3- à S  + NO
e.        MnO  +  PbO2  à  MnO42-  +  Pb2+

  1. Setarakan reaksi redoks berikut dalam suasana basa dengan cara bilangan oksidasi :
a.       MnO42- + C2O42-  à MnO2  +  CO2
b.       CrO42- + Fe(OH)2  à Cr2O3  +  Fe(OH)3
c.        Cl2 + IO3-  à Cl-  +  IO4-
d.       Fe2+ + C2O42- + Cr2O72- à Fe3+  +  CO2  +  Cr3+
e.   Cr3+ + 3I- + Cl2  à CrO42-   +  IO4-  +  Cl-
               
  1. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi :
a.       CuO + KI  à CuI  + I2 + K2O
b.       K2MnO4 + HCl  à MnO2  + KMnO4  + KCl
c.        FeCl3 + KOH + l2 à K2ClO4  + KClO4  + Kl  +  H2O
d.       As2S5  +  HNO3  à H3AsO4  +  H2SO4  +  NO2  + H2O
e.        K2Cr2O7  + H2SO4  +  CH3CH2OH  à  K2SO4  +  Cr2(SO4)3  +  CH3COOH + H2O


2.    Cara Setengah Reaksi ( Cara Ion-Elektron )
Langkah penyetaraan cara Setengah reaksi :
a.       Tentukan reaksi setengah sel ( reaksi oksidasi dan reduksi )
b.       Tulis reaksi setengah sel ( reaksi oksidasi dan reduksi )
c.        Setarakan jumlah atom O dengan menambah H2O ( suasana asam ) dan OH-( suasana basa )
d.       Setarakan jumlah atom H dengan menambah H+ ( suasana asam ) dan H2O ( suasana basa )
e.        Setarakan jumlah muatan dengan menambah elektron
f.        Jumlahkan reaksi oksidasi dan reduksi dengan mengalikan secara silang dari jumlah elektron yang terlibat reaksi.

Contoh :
Setarakan reaksi berikut :
1.     Fe2+  + MnO4-  à Fe3+  +  Mn2+                  ( suasana asam )
2.     CrO42- + Fe(OH)2  à Cr2O3 + Fe(OH)3      ( suasana basa )
3.     CrI3 + KOH + Cl2 à K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O

Jawab : 
1. Fe2+  + MnO4-  à Fe3+  +  Mn2+                    ( suasana asam )

                        Langkah 1 & 2     :  Fe2+  à Fe3+
                                                           MnO4-  à Mn2+

                        Langkah 3            : Fe2+  à Fe3+
                                                          MnO4-  à Mn2+  +  4H2O

                        Langkah 4            : Fe2+  à Fe3+
                                                          MnO4-  +  8H+ à Mn2+  +  4H2O

Langkah 5 & 6     : Fe2+  à Fe3+ + e                                                 x5
                                                          MnO4-  +  8H+ +  5e à Mn2+  +  4H2O           x 1
                                                                                                                                          +
                                                        Fe2+ + MnO4-  +  8H+  à Fe3+ + Mn2+  +  4H2O

        2. CrO42- + Fe(OH)2  à Cr2O3 + Fe(OH)3      ( suasana basa )
                        Langkah 1 & 2     : CrO42-   à Cr2O3
                                                          Fe(OH)2  à  Fe(OH)3

                        Langkah 3 & 4     : 2CrO42-   à Cr2O3 +  10 OH-
                                                          Fe(OH)2  + OH- à  Fe(OH)3
       
                        Langkah 5            : 2CrO42-  + 5H2O + 6e  à Cr2O3 +  10 OH-
                                                          Fe(OH)2  + OH- à  Fe(OH)3  + e


 
                        Langkah 6            : 2CrO42-  + 5H2O + 6e  à Cr2O3 +  10 OH-                x 1
                                                          Fe(OH)2  + OH- à  Fe(OH)3  + e                            x 6
                                                                                                                                                  
                                                        2CrO42-  + 5H2O + 6Fe(OH)2  à Cr2O3 + 6Fe(OH)3  +  4OH-
       
3. CrI3 + KOH + Cl2 à K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O

                        Langkah 1 & 2     : Cr3+  à CrO42-
                                                          3I-     à IO4-
                                                          Cl2    à Cl-

                        Langkah 3            : Cr3+  + 8OH- à CrO42-
                                                          3I-    +  24OH- à 3IO4-
                                                          Cl2    à 2Cl-

                        Langkah 4            : Cr3+  + 8OH- à CrO42-  + 4H2O
                                                          3I-    +  24OH- à 3IO4-  + 12H2O
                                                          Cl2    à 2Cl-

Langkah 5 & 6     : Cr3+  + 8OH- à CrO42-  + 4H2O + 3e             x 2
                                                          3I-    +  24OH- à 3IO4-  + 12H2O + 24e        x 2
                                                          Cl2  + 2e  à 2Cl-                                            x 27        


 
2Cr3+ +  6I- + 27Cl2 + 64OH-à 2CrO42-  + 6IO4-  + 54Cl- + 32H2O


Aktifitas 8

UJI KOMPETENSI KONSEP PENYETARAAN REDOKS CARA SETENGAH REAKSI

  1. Setarakan reaksi reduksi berikut  :
a.       MnO4- à Mn2+ ( suasana asam )                             c. MnO4- à MnO2  ( suasana basa  )
b.       Cr2O72- à Cr3+ ( suasana asam )                              d. NO3-  à NH3  ( suasana basa )

  1. Setarakan reaksi oksidasi berikut :
a.       C2O42-  à CO2              ( suasana asam )                 c. C2H4 à CH3COOH         ( suasana basa )
b.       I2 à IO3-                        ( suasana asam )                 d. Zn à ZnO22-                     ( suasana basa )

  1. Setarakan reaksi redoks berikut dalam suasana asam dengan cara setengah reaksi :
a.       Fe2+ + MnO4- à Fe3+ + Mn2+
b.       S2- + NO3- à SO42- + NO2
c.        MnO2 + Cl- à Mn2+  +   Cl2
d.       S2- + NO3- à S  + NO
e.        MnO  +  PbO2  à  MnO42-  +  Pb2+

  1. Setarakan reaksi redoks berikut dalam suasana basa dengan cara setengah reaksi :
a.       MnO42- + C2O42-  à MnO2  +  CO2
b.       CrO42- + Fe(OH)2  à Cr2O3  +  Fe(OH)3
c.        Cl2 + IO3-  à Cl-  +  IO4-
d.       Fe2+ + C2O42- + Cr2O72- à Fe3+  +  CO2  +  Cr3+
e.   Cr3+ + 3I- + Cl2  à CrO42-   +  IO4-  +  Cl-
               
  1. Setarakan reaksi redoks berikut dengan setengah reaksi :
a.       CuO + KI  à CuI  + I2 + K2O
b.       K2MnO4 + HCl  à MnO2  + KMnO4  + KCl
c.        FeCl3 + KOH + l2 à K2ClO4  + KClO4  + Kl  +  H2O
d.       As2S5  +  HNO3  à H3AsO4  +  H2SO4  +  NO2  + H2O
e.        K2Cr2O7  + H2SO4  +  CH3CH2OH  à  K2SO4  +  Cr2(SO4)3  +  CH3COOH + H2O



Aktifitas 9
LATIHAN ULANGAN PENYETARAAN REDOKS

1.       Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara setengah reaksi :
  1. Cr2O72-  + Cl- à Cr3+ + Cl2  ( suasana asam )
  2. MnO4- + C2O42- à Mn2+ + CO2          ( suasana asam )
  3. MnO4- + S2- à Mn2+  + S                    ( suasana basa )
  4. Bi2O3 + ClO à BiO3- + Cl-  ( suasana basa )
2.       Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi :
  1. Cr2O72-  + Cl- à Cr3+ + Cl2  ( suasana asam )
  2. MnO4- + C2O42- à Mn2+ + CO2          ( suasana asam )
  3. MnO4- + S2- à Mn2+  + S                    ( suasana basa )
  4. Bi2O3 + ClO à BiO3- + Cl-  ( suasana basa )

3.       Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi dan cara setengah reaksi :
  1. Cl2 + OH- à Cl- + ClO3-
  2. MnO42-  à MnO2 + MnO4-
  3. PbO2  +  Pb  à  Pb2+  +  H2O
  4. IO3-  + I-  à I2

4.       Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi dan cara setengah reaksi :
  1. HgS  +  HNO3  +  HCl à HgCl2  +  NO  +  S  +  H2O
  2. MnO  + PbO2  +  HNO3  à HMnO4  +  Pb(NO3)2  +  H2O
  3. Ca3(PO4)2   +  SiO2  + C à  CaSiO3  +  CO  + P4
  4. K2Cr2O7  +  SnCl2  +  HCl  à CrCl3  +  SnCl4 + KCl  + H2O



Aktifitas 10

PROGRAM PENGAYAAN PENYETARAAN REDOKS


JAWABLAH PERTANYAN BERIKUT DENGAN BENAR !

1. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara setengah reaksi :
a. Cr2O72-  + Cl- à Cr3+ + Cl2              ( suasana asam )
b. MnO4- + S2- à Mn2+  + S                ( suasana basa )

2. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi :
a. Cr2O72-  + Cl- à Cr3+ + Cl2              ( suasana asam )
                b. MnO4- + S2- à Mn2+  + S                ( suasana basa )

3. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi dan cara setengah reaksi :
a. Cl2 + OH- à Cl- + ClO3-
b.PbO2  +  Pb  à  Pb2+  +  H2O


4. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi dan cara setengah reaksi :
a. HgS  +  HNO3  +  HCl à HgCl2  +  NO  +  S  +  H2O
b. MnO  + PbO2  +  HNO3  à HMnO4  +  Pb(NO3)2  +  H2O

5. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara setengah reaksi :
                a. MnO4- + C2O42- à Mn2+ + CO2     ( suasana asam )
                b. Bi2O3 + ClO à BiO3- + Cl-              ( suasana basa )

6. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi :
                a. MnO4- + C2O42- à Mn2+ + CO2     ( suasana asam )
                b. Bi2O3 + ClO à BiO3- + Cl-              ( suasana basa )

7. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi dan cara setengah reaksi :
                a. MnO42-  à MnO2 + MnO4-
                b. IO3-  + I-  à I2

8. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi dan cara setengah reaksi :
       a. Ca3(PO4)2   +  SiO2  + C à  CaSiO3  +  CO  + P4
b.K2Cr2O7  +  SnCl2  +  HCl  à CrCl3  +  SnCl4 + KCl  + H2O



Aktifitas 11

 

PROGRAM REMIDIAL PENYETARAAN REDOKS


JAWABLAH PERTANYAN BERIKUT DENGAN BENAR !

1.       Tentukan bilangan oksidasi unsur yang dicetak tebal :

a. Cr2O72-                               c. Cl2
b. MnO4-                                d. S2-

2.       Tentuka Reduktor dan Oksidator dari reaksi redoks berikut  :

a. Cr2O72-  + Cl- à Cr3+ + Cl2              ( suasana asam )
                b. MnO4- + S2- à Mn2+  + S                ( suasana basa )

3.   Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara setengah reaksi :
a. Cl2 + OH- à Cl- + ClO3-
        b. PbO2  +  Pb  à  Pb2+  +  H2O

4.  Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi  :
a. HgS  +  HNO3  +  HCl à HgCl2  +  NO  +  S  +  H2O
b. MnO  + PbO2  +  HNO3  à HMnO4  +  Pb(NO3)2  +  H2O

5.       Tentukan bilangan oksidasi unsur yang dicetak tebal :

a. Cr2O72-                               c. Cl2
b. MnO4-                                d. S2-

6.       Tentuka Reduktor dan Oksidator dari reaksi redoks berikut  :

a. Cr2O72-  + Cl- à Cr3+ + Cl2              ( suasana asam )
                b. MnO4- + S2- à Mn2+  + S                ( suasana basa )

7.    Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara setengah reaksi :

a. Cl2 + OH- à Cl- + ClO3-
        b. PbO2  +  Pb  à  Pb2+  +  H2O

8.   Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara bilangan oksidasi  :

a.       HgS  +  HNO3  +  HCl à HgCl2  +  NO  +  S  +  H2O
b.       MnO  + PbO2  +  HNO3  à HMnO4  +  Pb(NO3)2  +  H2O

Tidak ada komentar:

Posting Komentar