Halaman
27Reaksi Redoks dan ElektrokimiaReaksi Redoks danElektrokimiaBabIITujuan Pembelajaran•Setelah mempelajari bab ini Anda dapat menyetarakan reaksi redoks,menyusun dan menerapkan sel volta dan sel elektrolisis, serta memahamidan mencegah proses korosi.Kata Kunci• reaksi redoks•katoda• sel volta•potensial sel• sel elektrolisis•korosi• anodaBanyak barang-barang dari logam yang dilapisi dengan logam lainyang lebih baik seperti emas, perak, krom, dan sebagainya. Proses pelapisanlogam (penyepuhan) merupakan reaksi redoks. Reaksi redoks adalah reaksiyang disertai perubahan bilangan oksidasi. Pada reaksi redoks terjadireaksi reduksi dan oksidasi. Reaksi reduksi adalah reaksi penurunanbilangan oksidasi atau penerimaan elektron, sedangkan reaksi oksidasiadalah reaksi kenaikan bilangan oksidasi atau pelepasan elektron.Reaksi redoks erat kaitannya dengan arus listrik yang disebutdengan elektrokimia. Sel elektrokimia terdiri atas sel volta dan selelektrolisis. Pada sel volta reaksi redoks menghasilkan arus listrik,sebaliknya pada sel elektrolisis, arus listrik dapat menyebabkanterjadinya reaksi redoks. Baik sel volta maupun sel elektrolisis banyakdigunakan untuk berbagai keperluan.
28Kimia SMA/MA Kelas XIIPeta KonsepElektrokimiaSel elektrokimiaSel elektrolisisReaksi redoksSetengahreaksiBilanganoksidasiKorosiElektrodaPotensialselSel primerSelsekunderSel voltaKatodaAnodaReduksiOksidasiPelapisanlogamPengarbonananodaPotensialelektrodaPotensialelektrodastandarPotensialsel standarPotensialoksidasi/reduksistandarHukum FaradayElektrodaElektrodainertElektrodaAktifReaksiElektrodaberdasar padamengikutidapattempatterjadiberupadapat disetarakandengan caramencakupterjadipadaterdiri atasmenghasilkandapat berupaterdiritempatterjaditempatterjadidicegahdenganmempunyaitergantungpadatergantungpadaberupapada keadaanstandar
29Reaksi Redoks dan ElektrokimiaA. Penyetaraan Reaksi RedoksMasih ingatkah Anda bagaimana cara menyetarakan reaksi? Padadasarnya menyetarakan reaksi adalah menyetimbangkan atau menya-makan jumlah atom dan muatannya. Untuk reaksi redoks yang sederhana,dapat menebak koefisien masing-masing secara langsung, sedangkan reaksiredoks yang rumit dapat disetarakan dengan metode setengah reaksi danmetode bilangan oksidasi.1. Metode Setengah ReaksiUntuk menyetarakan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi,perlu ditempuh langkah-langkah sebagai berikut.a. Tulislah setengah reaksi oksidasi dan reduksi.b. Setarakan jumlah atom yang mengalami oksidasi dan reduksi.c.Setarakan jumlah atom O dengan memperhitungkan lingkungannya.-Lingkungan asam : kurang O ditambah H2O, kurang H ditam-bah H+ .-Lingkungan basa : kurang dari O ditambah OH-, kurang ditambahH2O.d. Setarakan muatannya dengan menambahkan elektron pada ruas yangkelebihan muatan positif.e.Samakan jumlah elektron yang dilepas dan diterima dengan mengalikan.f.Jumlahkan kedua reaksi tersebut.Contoh :Setarakan reaksi 24MnO ( )aq + 23SO ( )aqo2Mn ( )aq+ 24SO ( )aqa . Oksidasi : 23SO ( )aqo24SO ( )aqReduksi 4MnO ( )aqo2Mn ( )aqb. Jumlah atom yang mengalami oksidasi dan reduksi sudah sama.c.23SO ( )aq + H2O (l) o24SO ( )aq + 2 H+ (aq)4MnO ( )aq + 8 H+(aq) o2Mn ( )aq + 4 H2O (l)d.23SO ( )aq + H2O (l) o24SO ( )aq + 2 H+(aq)+ 2e4MnO ( )aq + 8 H+(aq) + 5e o2Mn ( )aq + 4 H2O (l)e.23SO ( )aq + H2O (l) o24SO ( )aq + 2 H+(aq)+ 2e × 54MnO ( )aq + 8 H+(aq) + 5e o2Mn()aq + 4 H2O (l) × 2523SO ( )aq + 5 H2O (l) o 524SO(aq) + 10 H+(aq) + 10e24MnO ( )aq + 16 H+(l)+ 10e o2 Mn2+(aq) + 8 H2O (l)523()SOaq+24()MnOaq+6 H+(aq)o524()SOaq + 2 Mn2+(aq)+3 H2O(l) (setara)+
30Kimia SMA/MA Kelas XIISoal Kompetensi 2.12. Metode Perubahan Bilangan OksidasiUntuk menyetarakan rekasi redoks dengan metode perubahanbilangan oksidasi, perlu ditempuh langkah-langkah sebagai berikut.a. Tentukan bilangan oksidasi atom-atom yang mengalami perubahanbilangan oksidasi dan tuliskan perubahannya.b. Samakan jumlah elektron yang dilepas dan yang diterima denganmengisikan koefisien.c.Samakan jumlah muatan.-Bila muatan ruas kiri lebih kecil, tambahkan H+ .-Bila muatan ruas kiri lebih besar, tambahkan OH-.d. Samakan jumlah atom H, dengan menambahkan H2O di ruas kananContoh1) Setarakan reaksi 4MnO(aq) + 23SO ( )aqo2Mn ( )aq + 524SO ( )aq2) 24MnO ( )aq + 523SO ( )aqo 2Mn2+(aq) + 524SO ( )aq3) Jumlah muatan ruas kiri = -12Jumlah muatan ruas kanan = -6, jadi ruas kiri harus ditambah 6H+.24MnO ( )aq + 523SO ( )aq + 6 H+ (aq)o 2 Mn2+(aq) + 524SO ( )aq4) Karena di ruas kiri ada 6 atom H, maka di ruas kanan harus ditambah3H2O.24()MnOaq+523()SOaq+6 H+ (aq)o 2 Mn2+(aq) + 524()SOaq+ 3 H2O (l)(setara)1. Setarakan reaksi redoks berikut dengan metode setengah reaksi:Cr227O()aq + SO2(g)o Cr3+(aq) + HS4O(aq) (asam)2. Setarakan reaksi redoks berikut dengan metode setengah reaksiMn4O( )aq + OH-(aq) o Mn24O()aq + O2(g) (basa)3. Setarakan reaksi berikut dengan metode bilangan oksidasi:KMnO4(aq) + H2SO4(aq) + H2C2O4 (aq)oK2SO4 (aq) + MnSO4(aq) + CO2(g) + H2O (l)4MnO ( )aq+ 23SO ( )aqo2Mn ( )aq + 24SO ( )aq +7 +4 +2 +6(5)(2)
31Reaksi Redoks dan Elektrokimia4. a. Setarakan reaksi berikut dengan metode setengah reaksidalam suasana basa:K2CrO2(aq) + Br2(l) + KOH(aq) o K2CrO4(aq) + KBr(aq) + H2O(l)b. Berapa mol Br2 yang diperlukan untuk mengoksidasi 200 mLlarutan K2CrO2 0,1 M?5. Setarakan reaksi redoks berikut dengan metode yang Andaanggap mudah!H2SO4 (aq) + K2Cr2O7 (aq) + CH3CH2OH (aq) o Cr2(SO4)3 (aq) + H2O (l) + CH3COOH (aq) + K2SO4 (aq)6. a. Setarakan reaksi berikutK2CrO4(aq) + H2SO4(aq) + FeSO4(aq) o K2SO4(aq) + Cr2(SO4)3(aq) + Fe(SO4)3(aq) + H2O (l)b. Berapa liter larutan K2CrO4 2 M yang diperlukan untukmengoksidasi 2 liter larutan FeSO4 1,5 M?7. Setarakan reaksi Cu (s) + N3O(aq) o Cu2+ (aq) + NO (g) (dalamsuasana asam) dengan dua cara!a. Cara setengah reaksib. Cara bilangan oksidasi8. Setarakan reaksi : KMnO4(aq) + H2SO4(aq) + H2C2O4(aq) oK2SO4(aq)+ MnSO4(aq) + CO2(g) + H2O (l)dengan cara setengah reaksi!9. Pada reaksi Cr227O(aq) + N2O(aq) o Cr3+(aq) + N3O(aq) (asam)setelah disetarakan berapa mol Cr227O yang diperlukan untukmengoksidasi 0,15 mol N2O!10. Dengan cara setengah reaksi setarakan reaksi berikut:a. Mn4O(aq) + Br-(aq) o Mn2+(aq) + Br2(aq) (suasana asam)b. Cl2(g) + I3O(aq) o Cl-(aq) + I4O(aq) (suasana basa)B. Sel ElektrokimiaReaksi redoks ada yang berlangsung spontan dan ada yang tidakberlangsung spontan. Berdasarkan hal tersebut sel elektrokimia dibedakanmenjadi dua, yaitu sel volta dan sel elektrolisis.1. Sel VoltaDalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan batu bateraidan aki sebagai sumber arus listrik searah. Mengapa batu baterai dan akidapat menghasilkan arus listrik? Perlu kita ingat bahwa pada reaksi redoks
32Kimia SMA/MA Kelas XIIKegiatan Ilmiah 2.1terjadi perpindahan elektron, sedangkan arus listrik tidak lain adalah aliranelektron dalan rangkaian tertutup. Batu baterai dan aki merupakanrangkaian tertutup dan di dalamnya dapat terjadi reaksi redoks yangspontan sehingga terjadi perpindahan atau aliran elektron (arus listrik)untuk lebih memahami hal tersebut, lakukan percobaan berikut.Menyusun sel VoltaTujuan:Menyusun sel VoltaAlat dan Bahan:-gelas kimia-elektroda Zn, Cu, Mg, Fe-jembatan garam-larutan CuSO4 0,1 M-kabel-larutan ZnSO4 0,1M-penjepit-larutan FeSO4 0,1 M-voltmeterLangkah Kerja1. Masukkan 50 ml larutan ZnSO4 0,1M ke dalam gelas kimiakemudian masukkan lempeng seng dalam larutan tersebut!2. Masukkan 50 ml larutan CuSO4 0,1M ke dalam gelas kimiakemudian masukkan lempeng tembaga dalam larutan tersebut!3. Hubungan kedua larutan dengan jembatan garam danhubungkan pula kedua lempeng logam melalui voltmeter!-Jika jarum bergerak ke arah negatif, putuskan hubungan itu!-Jika jarum bergerak ke arah positif, bacalah bedapotensialnya!4. Ulangi langkah 1–3 dengan pasangan setengah sel yang lain!
33Reaksi Redoks dan ElektrokimiaPertanyaan1. Apa yang terjadi terhadap logam seng dan logam tembaga?Apakah dihasilkan arus listrik?2. Berapa volt arus listrik yang dihasilkan?Dalam rangkaian tersebut, logam seng dicelupkan dalam larutanZnSO4 (mengandung Zn2+) dan logam tembaga dicelupkan dalam larutanCuSO4 (mengandung Cu2+). Logam seng akan semakin keropos karenalarut menjadi Zn2+ yang disertai pelepasan elektron.Reaksi : Zn(s) o Zn2+ + 2eElektron yang dilepaskan oleh logam seng mengalir melalui kawatpenghantar menuju tembaga, selanjutnya diterima oleh ion Cu2+ yangkemudian mengendap sebagai logam tembaga.Reaksi : Cu2+(aq) + 2 e o Cu (s)Selama reaksi dalam rangkaian tersebut berlangsung, aliran elektron(arus listrik) terus terjadi. Agar pertambahan ion Zn2+ dan kelebihan ionS24O karena berkurangnya Cu2+ maka ion tersebut dinetralkan denganion-ion dari jembatan garam. Pada rangkaian tersebut logam seng dantembaga menjadi kutub-kutub listrik yang disebut elektroda. Pada logamyang mana terjadi reaksi reduksi dan pada logam yang mana terjadioksidasi? Elektroda tempat terjadinya oksidasi disebut anoda sedangkanelektroda tempat terjadinya reaksi reduksi disebut katoda. Elektroda manayang merupakan kutub positif dan mana yang merupakan kutub negatif?Pada logam seng terjadi pelepasan elektron (oksidasi) sehingga logam sengdisebut sebagai anoda yang juga merupakan elektroda negatif, sedangkanpada logam tembaga terjadi reduksi Cu2+, sehingga logam tembaga disebutkatoda yang juga merupakan elektroda positif.Gambar 2.1 Diagram tipe sel volta, sel Daniel.Ilustrasi : HaryanaOksidasi Reduksi
34Kimia SMA/MA Kelas XIIa. Notasi Sel VoltaRangkaian sel volta dapat ditulis dalam bentuk notasi atau diagramsel. Dalam menuliskan diagram sel, anoda dituliskan di sebelah kiri dankatoda di sebelah kanan yang dipisahkan oleh jembatan garam. Jembatangaram dilambangkan dengan dua garis sejajar ( ). Secara umum, notasisel dituliskan sebagai berikut:anoda katodasehingga pada sel volta di atas dituliskan dalam bentuk notasi sel :Zn | Zn2+ Cu2+ | Cub. Potensial Elektroda StandarPada sel volta yang tersusun darielektroda Zn dan Cu, ternyata elek-troda Zn mengalami oksidasi. Hal inimenunjukkan bahwa logam Zn lebihcenderung mengalami oksidasi diban-dingkan logam Cu.Untuk membandingkan kecende-rungan logam-logam mengalami ok-sidasi digunakan elektroda hidrogensebagai pembanding yang potensialelektrodanya adalah 0 volt. Potensialsel yang dihasilkan oleh elektroda lo-gam dengan elektroda hidrogen padakondisi standar, yaitu pada suhu25°C, tekanan gas 1 atmosfer dan kon-sentrasi ion-ion 1M disebut potensial elektroda standar logam tersebut dandiberi lambang E°. Elektroda yang lebih mudah mengalami reduksi diban-ding hidrogen mempunyai potensial elektroda > 0 (positif) sedangkan elek-troda yang lebih sukar mengalami reduksi dibanding hidrogen mempun-yai potensial elektroda < 0 (negatif). Jadi, potensial elektroda standarmenunjukkan urutan kecenderungan untuk mengalami reduksi, sehing-ga dikenal sebagai potensial reduksi standar.Tabel 2.1 Potensial Reduksi StandarKopelb(oks/red)Reaksi katoda(reduksi)Potensial reduksi, volt (elektrodahidrogen standar = 0)cLi+/LiK+/KCa2+/CaNa+/NaMg2+/MgLi+ + e-o LiK+ + e-oKCa2++ 2e-oCaNa+ + e-o NaMg2+ + 2e-o Mg-3,04-2,92-2,87-2,71-2,37Gambar 2.2 Sel volta hipotesis untuk menentukanpotensial elektroda. Elektroda hidrogen merupakanelektroda pembanding.Ilustrasi : Haryana
35Reaksi Redoks dan ElektrokimiaKopelb(oks/red)Reaksi katoda(reduksi)Potensial reduksi, volt(elektroda hidrogenstandar = 0)cPbSO4/PbCo2+/CoNi2+/NiSn2+/SnPb2+/PbD+/D2H+/H2Sn4+/Sn2+Cu2+/CuI2/I-O2/H2O2Fe3+/Fe2+Hg22+/HgAg+/AgNO3-/N2O4NO3-/NOBr2/BrO2/H2OCr2O72-/Cr3+Cl2/Cl-PbO2/Pb2+Au3+/AuMnO4-/Mn2+HClO/CO2PbO2/PbSO4H2O2/H2OF2/FPbSO4 + 2e-oPb + 24SOCo2+ + 2e-o CoNi2+ + 2e-o NiSn2+ + 2e-o SnPb2+ + 2e-oPb2D+ + 2e-o D22H+ + 2e-o H2Sn4+ + 2e-oSn2+Cu2+ + 2e-oCuI2 + 2e-o 2I-O2 + 2H+ + 2e-oH2O2Fe3+ + e-oFe2+Hg22+ + 2e-o 2HgAg+ + e-o Ag2NO3- + 4H+ + 2e-o N2O4 +2H2ONO3- + 4H+ + 3e-o NO + 2H2OBr2 + 2e-o 2BrO2 + 4H+ + 4e-o 2H2OCr2O72- + 14H+ + 6e-o 2Cr3+ + 7H2OCl2 + 2e-o 2Cl-PbO2 + 4H+ + 2e-o Pb2+ + H2OAu3++ 3e-o AuMnO4-+ 8H+ + 5e-o Mn2+ + 4H2O2HClO + 2H+ + 2e-o Cl2 + 2H2OPbO2 + SO42- + 4H+ + 2e-o PbSO4 + 2H2OH2O2 + 2H+ + 2e-o 2H2OF2 + 2e-o 2F-0,36-0,28-0,25-0,14-0,13-0,003 0,000+0,15+0,34+0,54+0,68+0,77+0,79+0,80+0,80+0,96+1,07+1,23+1,33+1,36+1,46+1,50+1,51+1,63+1,68+1,78+2,87Bila ion logam dalam sel lebih mudah mengalami reduksi dibandingion H+, maka potensial elektroda logam tersebut lebih besar dari potensialelektroda hidrogen sehingga bertanda positif. Bila elektroda logam lebihmudah mengalami oksidasi dibandingkan elektroda hidrogen, makapotensial elektrodanya lebih kecil dibandingkan potensial elektrodahidrogen sehingga bertanda negatif.Al3+/AlZn2+/ZnFe2+/FeAl3+ + 3e-oAlZn2+ + 2e-o ZnFe2+ + 2e-oFe-1,66-0,76-0,44
36Kimia SMA/MA Kelas XIIc. Potensial SelPerbedaan potensial dari kedua elektroda (katoda dan anoda) disebutbeda potensial atau potensial sel standar yang diberi lambar Esel.Esel = E° katoda – E°anodaKatoda merupakan tempat terjadi reaksi reduksi sehingga mempunyaiE° lebih besar, sedangkan anoda merupakan tempat terjadi reaksi oksidasisehingga mempunyai harga E° lebih kecil.Suatu sel volta tersusun dari elektroda magnesium dan tembaga.Bila diketahui:Mg2+(aq) + 2e o Mg(s)E° = -2,37 voltCu2+(aq) + 2e o Cu(s)E° = + 0,34 voltTentukana. katoda dan anodanya,b. reaksi yang terjadi pada elektroda dan reaksi selnya,c.notasi sel, dand. potensial sel.Jawab:a. Katoda, memiliki E° lebih besar yaitu tembaga (Cu)Anoda, memiliki E° lebih kecil, yaitu magnesium (Mg)b. Reaksi katoda (reduksi) : Cu2+(aq) + 2e o Cu(s)Reaksi anoda (oksidasi) : Mg(s) o Mg2+(aq) + 2eReaksi sel (redoks) : Cu2+(aq) + Mg(s) o Cu(s) + Mg2+(aq)c.Notasi sel = Mg | Mg2+ || Cu2+ | Cud. Esel= E° katoda – E°anoda= 0,34 – (-2,37)= 2,71 voltPotensial sel dapat digunakan untuk memperkirakan spontan tidaknyasuatu reaksi redoks. Reaksi redoks berlangsung spontan bila Esel > 0 (positif)dan tidak spontan bila Esel < 0 (negatif).+Contoh Soal 2.1
37Reaksi Redoks dan ElektrokimiaSoal Kompetensi 2.2Diketahui Ca2+(aq) + 2e o Ca(s) E° = -2,87 voltAg+(aq) + e o Ag(s) E° = +0,80 voltApakah reaksi berikut : Ca2+ (aq) + 2Ag+ (aq) o Ca (s) + 2Ag+ (aq)dapat berlangsung spontan?Jawab:Esel= E° katoda – E°anoda= E°Ca – E°Ag= -2,87 – (0,80) volt= -3,67 voltEsel < 0 (negatif), berarti reaksi tersebut tidak spontan1. Diketahui data potensial elektroda standar sebagai berikut:Cu2+ (aq) + 2e o Cu(s)E° = + 0,34 voltMg2+ (aq) + 2e o Mg(s)E° = -2,34 voltApakah reaksi berikut dapat berlangsung?CuSO4 + Mg o2. Suatu sel volta terdiri atas elektroda Ag yang dicelupkan didalam larutan Ag+, dan elektroda Zn yang dicelupkan larutanZn2+, bila diketahuiAg+ + e om AgE° = +0,80 voltZn2+ + 2e om ZnE° = -0,76 voltTentukana. anoda dan katodanyab. potensial selc.notasi sel!3. Diketahui beberapa reaksi sebagai berikut:P + R2+o P2+ + RE° = 1,61 voltS + Q2+o S2+ + QE° = -0,78 voltR + Q2+o R2+ + QE° = 0,32 voltSusunlah unsur P, Q, R, S berdasarkan sifat reduktor yangsemakin kuat!Contoh Soal 2.2
38Kimia SMA/MA Kelas XIIKolom Diskusi4. Apakah reaksi berikut dapat berlangsung pada keadaanstandar?a . 2Al (s) + 6HCl (aq) o 2AlCl3 (aq)+ 3H2 (g)b. 2Au (s) + 6HCl (aq) o 2AuCl3 (aq)+ 3H2 (g)c. Mg (s) + Ag2SO4 (aq) o MgSO4 (aq)+ 2Ag (s)d. Ni2+ (aq) + Fe (s) o Ni (s)+ Fe2+ (aq)5. DiketahuiA | A2+ || B2+ | BE° = 2,46 voltC | C2+ || B2+ | BE° = 1,56 voltC | C2+ || D2+| DE° = 1,1 voltHitunglah potensial standar sel A | A2+ || D2+|DPerhitungan potensial sel volta didasarkan pada kondisi standar,yaitu pada tekanan 1 atm, temperatur 25°C dan konsentrasi larutan1M. Setelah reaksi dalam sel volta berlangsung, konsentrasi pereaksiberkurang dan konsentrasi hasil reaksi bertambah. Hubungan antarakonsentrasi dan potensial sel ditunjukkan oleh persamaan Nernstsebagai berikut:E = E° – 0, 0592n log Q ,dengan n = banyak elektron yang ditransfer dari reduktor keoksidator dan Q = perbandingan konsentrasi hasil reaksi dengankonsentrasi pereaksi dipangkatkan koefisien masing-masing.Bila Fe(s)oFe2+(aq) + 2eE° = +0,44 VCd(aq) + 2e o Cd(s)E° = -0,40 VDiskusikan seberapa besar pengaruh konsentrasi terhadap potensialsel pada sel volta dengan notasi sel Fe| Fe2+ (0,1 M||Cd2+ (1,0 M)| Cdpada temperatur 25°C.d. Beberapa Sel Volta dalam Kehidupan Sehari-hari1) Sel Kering (Baterai)Anoda yang dipakai Zn, sedangkan katodanya grafit dan elektrolitnya:pasta MnO2, NH4Cl dan arang. Reaksi yang terjadi dalam sel kering adalahsebagai berikut:
39Reaksi Redoks dan ElektrokimiaAnoda :Zn (s) o Zn2+ (aq) + 2eKatoda : 2NH4+ (aq) + 2MnO2 (s) o Mn2O3 (s) + 2NH3 (aq) + H2O (l)Zn (s) + 2NH4 (aq)+ + 2MnO2 (s) o Zn2+ (aq) + Mn2O3 (s) + 2NH3 (aq) + H2O (l)2) Baterai AlkalinBaterai alkalin pada dasarnya sama dengan sel kering, hanya sajabersifat basa karena menggunakan KOH sebagai pengganti NH4Cl dalampasta. Reaksi yang terjadi pada baterai alkalin adalah sebagai berikut:Anoda : Zn (s) + 2OH- (aq)o Zn(OH)2 (s) + 2eKatoda : 2MnO2 (s) + 2H2O (l) o 2MnO(OH) (s) + 2OH- (aq)Baterai ini lebih tahan lama dari sel kering biasa.3) Sel AkiAki merupakan jenis baterai yang praktis karena dapat diisi kembali.Anoda Pb katodanya PbO2 sedangkan larutan elektrolitnya H2SO4. Reaksipenggunaan atau pengosongan aki:Anoda : Pb (s) + HSO4- (aq) o PbSO4 (s) + H+(aq) + 2eKatoda : PbSO2 (s) + HSO4- (aq) + 3H+ + 2e o PbSO4 (s) + 2H2O (l) Pb (s) + PbO2 (s) + 2HSO4- (aq) + 2H+ (aq) o 2PbSO4 (s) + 2H2O (l)Karena hasil reaksi pengosongan aki tetap melekat pada kedua elektroda,maka aki dapat diisi kembali dengan membalik arah aliran elektron padakedua elektroda.Gambar 2.3Sel kering dan sel aki.Ilustrasi : Haryana
40Kimia SMA/MA Kelas XIISoal Kompetensi 2.3Reaksi pengisian aki:Anoda : PbSO4 (s) + 2H2O (l)o PbO2 (s) + 3H+ (aq) + HSO4- (aq) + 2eKatoda : PbSO4 (s) + H+(aq) + 2e o Pb (s) + HSO4- (aq) 2PbSO4 (s) + 2H2O (l) o Pb (s) + PbO2 (s) + 2HSO4- (aq) + 2H+ (aq)1. Apakah perbedaan sel Leclanche (sel kering) dengan bateraialkalin?2. Mengapa setelah digunakan dapat diisi ulang?3 .Sebutkan jenis sel volta yang lain yang belum ditulis di buku ini!4 . Bila Mg2+ + 2e o Mg E° = -2,37 voltCu2+ + 2e o Cu E° = +0,34 volta. Tuliskan bagan selnya!b. Hitung potensial selnya!c.Berlangsungkah reaksi:Mg2+ + Cu o Cu2+ + Mg5. Pada suatu sel volta terjadi reaksi : 2Cr + 3 Ni2+o 3Ni +2Cr3+a. Logam apakah yang bertindak sebagai anoda dan katoda?b. Tuliskan notasi selnya!c.Hitunglah potensial selnya bila E° Cr3+| Cr = -0,71 volt danE°Ni2+| Ni= -0,25 volt!6. DiketahuiPb| Pb2+ || M g2+ || Mg E° sel = -2,21 voltPb| Pb2+ || C u2+ || Mg E° sel = +0,47 voltZn| Zn2+|| C u2+ || Cu E° sel = +1,10 voltBerapakah harga potensial dari Mg| Mg2+|| Z n2+| Zn ?7. Tuliskan reaksi yang terjadi pada:a. batu baterai,b. pengisian aki,c.pengosongan aki!8. Apakah perbedaan baterai biasa dengan baterai alkalin?
41Reaksi Redoks dan Elektrokimia2. Sel ElektrolisisPada sel volta yang baru sajakita pelajari, reaksi redoks spon-tan menimbulkan arus listrik.Terjadinya arus listrik ini dapatdiamati dari voltmeter. Tidakdemikian halnya dengan sel elek-trolisis, reaksi redoks yang tidakspontan dapat berlangsung bilakedalamnya dialiri listrik. Perha-tikan gambar susunan sel elektroli-sis pada Gambar 2.5!Arus listrik dari sumber arussearah mengalir ke dalam larutanmelalui katoda atau elektroda negatif. Pada katoda ini terjadi reaksi reduksidari spesi tertentu yang ada dalam larutan. Spesi tertentu yang lainmengalami oksidasi di anoda/elektroda positif. Dalam hal tempat reaksiberlangsung sama seperti sel volta yaitu katoda tempat terjadi reaksireduksi sedangkan anoda tempat terjadi oksidasi, tetapi muatan elektrodadalam sel elektrolisis berlawanan dengan muatan elektroda dalam sel volta.Pada sel elektrolisis katoda merupakan elektroda negatif, sedangkan anodamerupakan elektroda positif.Spesi yang mengalami reduksi di katoda dan spesi yang mengalamioksidasi di anoda, tergantung pada potensialnya masing-masing. Spesiyang mengalami reduksi adalah yang mempunyai potensial elektroda lebihpositif. Sedangkan spesi yang mengalami oksidasi adalah yang mempunyaipotensial elektroda lebih negatif. Dengan demikian, tidak selalu kationyang mengalami reduksi dan tidak selalu anion yang mengalami oksidasi,mungkin saja pelarutnya (air) yang mengalami reduksi dan atau oksidasi.Bila elektroda bukan elektroda inert (sukar bereaksi) maka elektroda akanmengalami oksidasi. Untuk lebih jelasnya, perhatikan beberapa hal yangharus diperhatikan dalam menulis reaksi elektrolisis berikut.a. Reaksi pada Anoda (Oksidasi)1) Bila anoda terbuat dari Pt, Au, atau C, maka anoda tidak ikut teroksidasi,a) Ion OH- teroksidasi menjadi H2O dan gas O24OH- (aq) o 2H2O (l) + O2 (g) + 4eb) Ion sisa asam halida (Cl-, Br-, I-) teroksidasi menjadi molekulnya.Contoh : 2Br- (aq) o Br2 (l) + 2ec) Ion sisa asam oksi (SO42-, NO3-, CO32-) tidak teroksidasi, yangteroksidasi adalah air (pelarut).2H2O (l) o 4H+ (aq) + O2 (g) + 4eGambar 2.4Sel elektrolisis.Ilustrasi : Haryana
42Kimia SMA/MA Kelas XIIKegiatan Ilmiah 2.22) Bila anoda terbuat selain dari Pt, Au, atau C, maka anoda ikut teroksidasi.Contoh :anoda dari logam Ag maka Ag (s) o Ag+ (aq) + eanoda dari logam Cu maka Cu (s) o Cu2+ (aq) + 2eb. Reaksi pada Katoda (Reduksi)a) Ion H+ tereduksi menjadi gas H2 : 2H+(aq) + 2e o H2(g)b) Ion-ion logam(1) Ion-ion logam alkali dan alkali tanah (Na+, K+, Ca2+, Mg2+ danlain-lain) serta Al3+, Mn2+ tidak mengalami reduksi, yangtereduksi adalah air (pelarut).2H2O (l) + 2e o H2 (g) + 2OH- (aq)(2) Ion-ion logam selain alkali dan alkalis tanah serta Al3+, Mn2+tereduksi menjadi logamnya.Contoh: Ni2+ (aq) + 2e o Ni (s)Perhatikan beberapa contoh reaksi elektrolisis berikut:1) Reaksi elektrolisis larutan CaCl2 dengan elektroda karbonAnoda : 2Cl- (aq)o Cl2 (g) + 2eKatoda : 2H2O (l) + 2e o H2 (g) + 2OH- (aq) 2Cl- (aq) + 2H2O (l) o Cl2 (g) + H2 (g) + 2OH- (aq)2) Reaksi elektrolisis larutan NaNO3 (elektroda Pt)Anoda : 2H2O (l) o 4H+ (aq) + O2 (g) + 4eKatoda : 2H2O (l) + 2e o H2 (g) + OH- (aq)×2 6H2O (l) o 4H+ (aq) + O2 (g) + 2H2 (g) + 4OH- (aq)3) Reaksi elektrolisis leburan NaClAnoda : 2Cl- (aq) o Cl2+ (g) + 2eKatoda : Na+ (aq) + eo Na (s) ×2 2Cl- (aq) + Na+ (aq)o Cl2 (g) + Na (s)Agar lebih memahami proses elektrolisis, lakukan kegiatan berikut:Mengamati proses elektrolisisTujuan:Memahami proses elektrolisisAlat dan bahan:-pipa U-batu baterai-elektroda karbon-larutan amilum+++
43Reaksi Redoks dan Elektrokimia-fenolftolein-larutan KI-larutan NaCl-kabel-penjepitLangkah Kerja:1. Masukkan larutan Kl ke dalam pipa U!2. Pasang elektroda karbon sehingga tercelup dalam larutan!3. Tambahkan 2 tetes fenolftalein dan 2 tetes larutan amilum kedalam larutan pada pipa U!4. Hubungkan elektroda dengan batu baterai, amati perubahanyang terjadi!5. Ulangi langkah 1 sampai dengan 4 dengan mengamati larutanKl dengan larutan NaCl!Pertanyaan:1. Apakah kesimpulan tentang peristiwa yang terjadi di anodadan katoda?2. Tuliskan persamaan reaksi pada anoda dan katoda tiappercobaan yang Anda lakukan!b. Hukum-Hukum FaradayPada tahun 1834 Michael Faraday mene-mukan fakta bahwa banyaknya perubahankimia yang dihasilkan oleh arus listrik ber-banding lurus dengan jumlah listrik yang dile-watkan. Fakta ini ditemukan sebelum sifatdasar elektron diketahui. Fakta tersebut kemu-dian oleh Faraday disimpulkan sebagai Hu-kum Faraday.“Massa zat yang terjadi atau melarut sela-ma proses elektrolisis berbanding lurus denganjumlah muatan listrik yang melalui selelektrolisis”w= massa zat hasil elektrolisis (gram)e= massa ekuivalen zat hasil elektrolisis, rAevalensiF= jumlah arus listrik (Faraday)Karena 1 Faraday setara dengan 96.500 coulomb, sedangkan 1 coulomb =1 ampere detik, maka Hukum Faraday dapat dijabarkan menjadii= kuat arus listrik (ampere)t= lama elektrolisis atau waktu (detik)w = e FGambar 2.5 Michael Faraday(1791–1867)Sumber : Jendela Iptek, Grolier96.500eitW
44Kimia SMA/MA Kelas XIILarutan AgNO3 (Ar Ag = 108) dialiri listrik 10 ampere selama 1 jam.Berapa gram logam perak yang dapat diendapkan?Jawab:e Ag =1081 = 108 W = 96.500eit = uu108 103.60096.500 = 40,29 gramBila berbagai larutan elektrolisis bersama-sama dengan arus listrik yangsama, berlaku Hukum Faraday II “Jumlah zat-zat yang dihasilkan oleharus yang sama dalam beberapa sel yang berbeda sebanding dengan massaekuivalen zat-zat tersebut.”w1 : w2: ..... = e1 : e2 : ......Sejumlah arus listrik dialirkan melalui larutan AgNO3 dan larutanCuSO4. Bila logam perak yang diendapkan sebanyak 21,6 gram,berapa gram logam tembaga yang diendapkan? (ArAg = 108, Cu =63,5)Jawab:w Ag : w Cu = eAg : eCu21,6 : w Cu = 1081 : 63, 5221,6 × 31,75 = 108 w Cu w Cu = 21, 6 31, 75108u= 6,35 gramContoh Soal 2.3Contoh Soal 2.4
45Reaksi Redoks dan ElektrokimiaSoal Kompetensi 2.41. Sebanyak 500 mL CuSO4 0,1 M dielektrolisis dengan listrik 1.930coulomb. (Ar Cu = 63,5)a. Tuliskan persamaan reaksinya!b. Berapakah pH setelah elektrolisis?c.Berapa liter gas oksigen yang dihasilkan pada STP?2. Pada elektrolisis larutan MSO4 dengan arus listrik 1,5 ampereselama 1 jam dapat diendapkan logam M sebanyak 1,78 gram.Hitunglah massa atom relatif M!3. Pada suatu elektrolisis dengan sejumlah arus listrik tertentumembebaskan 5 gram gas hidrogen. Berapa gram gas oksigenyang dibebaskan oleh arus yang sama? (Ar H = 1, O = 16)4. Mengapa melakukan elektrolisis terhadap larutan NaNO3 tidakefektif? Jelaskan!5. Sejumlah arus listrik dapat mengendapkan 0,72 gram logamperak dari larutan perak nitrat serta dapat mengendapkan 0,44gram logam M dari larutan MCl3 (Ar Ag = 108). Berapakahmassa atom relatif M?C. Kegunaan ElektrolisisElektrolisis banyak digunakan dalam bidang industri, di antaranyapada pembuatan beberapa bahan kimia, pemurnian logam danpenyepuhan.1. Pembuatan Beberapa Bahan KimiaBeberapa bahan kimia seperti logam alkali dan alkali tanah aluminium,gas hidrogen, gas oksigen, gas klorin, dan natrium hidroksida dibuat secaraelektrolisis.Contoh: Pembuatan logam natrium dengan mengelektrolisis lelehan NaClyang dicampur dengan CaCl2NaCl(l) o Na+(l) + Cl-(l)Katoda =Na+(l) + eoNa(l)Anoda =2Cl-(l) oCl2(g) +2e ×22Na+(l) + 2 Cl-(l) o 2Na(l) + Cl2(g)Natrium cair yang terbentuk dikatoda mengapung di atas cairan NaCl,kemudian dikumpulkan pada kolektor.
46Kimia SMA/MA Kelas XII2. Pemurnian LogamPada pengolahan tembaga daribijih kalkopirit diperoleh tembagayang masih tercampur dengan sedi-kit perak, emas, dan platina. Untukbeberapa keperluan dibutuhkantembaga murni, misalnya untukmembuat kabel. Tembaga yang tidakmurni dipisahkan dari zat pengotorn-ya dengan elektrolisis.Tembaga yang tidak murnidipasang sebagai anoda dantembaga murni dipasang sebagaikatoda dalam elektrolit larutan CuSO4 tembaga di anoda akan teroksidasimenjadi Cu2+ selanjutnya Cu2+ direduksi di katoda.Anoda = Cu(s)o Cu2+(aq) +2eKatoda = Cu2+(aq) + 2eo Cu(s) Cu(s)o Cu (s) anoda katodaDengan demikian tembaga di anoda pindah ke katoda sehingga ano-de semakin habis dan katoda semakin bertambah besar. Logam emas,perak, dan platina terdapat pada lumpur anoda sebagai hasil sampingpada pemurnian tembaga.3. Penyepuhan LogamSuatu produk dari logam agar terlindungi dari korosi (perkaratan)dan terlihat lebih menarik seringkali dilapisi dengan lapisan tipis logamlain yang lebih tahan korosi dan mengkilat. Salah satu cara melapisi ataumenyepuh adalah dengan elektrolisis. Benda yang akan dilapisi dipasangsebagai katoda dan potongan lo-gam penyepuh dipasang sebagaianoda yang dibenamkan dalamlarutan garam dari logam penye-puh dan dihubungkan dengansumber arus searah.Contoh: untuk melapisi sen-dok garpu yang terbuat dari bajadengan perak, maka garpu di-pasang sebagai katoda dan logamperak dipasang sebagai anoda,dengan elektrolit larutan AgNO3.Seperti terlihat pada gambar2.7Gambar 2.6 Pemurnian tembagaIlustrasi : Haryana+Gambar 2.7 Pelapisan sendok dengan logam perakIlustrasi : Haryana
47Reaksi Redoks dan ElektrokimiaSoal Kompetensi 2.5Logam perak pada anoda teroksidasi menjadi Ag+ kemudian direduksimenjadi Ag pada katoda atau garpu. Dengan demikian garpu terlapisi.oleh logam perak.Anoda : Ag(s) o Ag+(aq)+ eKatoda : Ag+(aq) + e o Ag(s) Ag(s) o Ag(s) Anoda Katoda1. Untuk membuat gas klorin dan NaOH, ke dalam larutan NaCldialiri listrik 20.000 ampere selama 24 jam, (Ar Cl = 353,5 Na =23, O = 16, H = 1)a. Tuliskan persamaan reaksinya!b. Berapa liter gas klor yang dihasilkan bila diukur pada suhu27°C, tekanan 1 atmosfer?c.Berapa gram NaOH yang dihasilkan?2. Diketahui : Na+ (eq) + eo Na (s)E° = -2,71 voltMg+(eq) + 2eo Mg (s)E° = -2,37 voltAl3+(eq) + 3eo Al (s)E° = -1,66 volt2H2O (l) + 2eo H2(g)+ 2OH-E° = 0,000 voltMengapa logam natrium, magnesium, dan aluminium tidakdapat dibuat dengan elektrolisis larutan garamnya?3. Pola pembuatan tembaga dari kalkopirit CuFeS2 diperolehtembaga yang masih tercampur dengan sedikit logam-logambesi, nikel, perak, emas, dan platina.Bila diketahuiFe2+ / FeE° = - 0,44 voltAu3+ / Au E° = +1,52 voltNi2+ / NiE° = - 0,28 voltPt2+ / PtE° = +1,50 voltAg2+ / Ag E° = +0,80 voltLogam tembaga akan dimurnikan secara elektrolisis dengan su-sunan sebagai berikut.+(–) (+)
48Kimia SMA/MA Kelas XIIa. Tuliskan reaksi yang terjadi pada anoda dan katoda!b. Bagaimana zat pengontrol yang berupa besi, nikel, perak,emas, dan platina dapat terpisah dari tembaga? Jelaskan!D. Korosi (Perkaratan)Korosi adalah proses teroksidasinya suatu logam oleh berbagai zat menjadisenyawa. Proses korosi merupakan peristiwa elektrokimia. Suatu logam akanmengalami korosi bila permukaan logam terdapat bagian yang berperansebagai anoda dan di bagian lain berperan sebagai katoda.Proses korosi yang banyak terjadi adalah korosi pada besi. Bagian ter-tentu dari besi berperan sebagai anoda, sehingga besi mengalami oksidasi.Fe (s) om Fe2+ (aq) + 2eElektron yang dilepaskan oleh besi mengalir pada bagian lain dari besiyang berperan sebagai katoda dan menyebabkan terjadinya reduksi oksigendari lingkungan. O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e om 2H2O (l)Ion Fe2+ kemudian teroksidasi lagi menjadi Fe3+ yang selanjutnya membentukkarat besi Fe2O3 × H2O2Fe (s) + 3/2O2 (g) + xH2O oFe2O3 . xH2Okarat besi berwarna coklatGambar 2.8 Warna coklat kusam pada permukaan besi atau badan mobiltersebut timbul karena terbentuk karat besi.Sumber : Encarta Encyclopedia
49Reaksi Redoks dan ElektrokimiaKegiatan Ilmiah 2.3Untuk mempelajari faktor yang mempengaruhi korosi lakukankegiatan berikut.Korosi Pada BesiTujuan:Mempelajari proses korosi pada besi.Alat dan Bahan:-tabung reaksi-Kawat Cu-paku-air-kapas-minyak tanah-kawat Mg-larutan H2SO4Langkah Kerja:1. Siapkan 5 tabung reaksi, kemudian masukkan ke dalam masing-masing tabung sebatang paku besi.2. Masukkan ke dalam tabung reaksi:Iair hingga setengahnyaIIminyak tanah setengahnyaIII kapas yang dibasahi asamIV kawat Mg yang dililitkan pada pakunyaVkawat Cu yang dililitkan pada pakunya3. Simpan kelima tabung reaksi tersebut selama 3 hari, kemudianamatilah hasilnya!Hasil Pengamatan:Buatlah laporan hasil percobaan ini, kemudian presentasikan didepan kelas!No.Paku pada TabungPengamatan1.2.3.4.5.IIIIIIIVV
50Kimia SMA/MA Kelas XIISoal Kompetensi 2.6Cara Mencegah KorosiKorosi dapat menimbulkan kerugian karena selain merusak alat ataubangunan dari logam juga menyebabkan logam menjadi rapuh dan tidakmengkilat. Oleh karena itu proses korosi logam harus dicegah.Setelah Anda mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi korosi,tentunya Anda tahu bagaimana cara mencegahnya. Pada dasarnyapencegahan korosi adalah mencegah kontak langsung antara logamdengan zat-zat yang menyebabkan korosi atau mengusahakan agar logamyang dilindungi dari korosi berperan sebagai katoda. Cara-carapencegahan korosi yang sering dilakukan adalah sebagai berikut.1) Melapisi logam dengan cat, minyak atau oli, plastik atau dengan logamlain yang tahan korosi misalnya krom, nikel, perak, dan sebagainya.2) Perlindungan katoda. Logam yang dilindungi dari korosi diposisikansebagai katoda, kemudian dihubungkan dengan logam lain yang lebihmudah teroksidasi (memiliki E° lebih negatif dari logam yangdilindungi). Misalnya pipa besi dalam tanah dihubungkan denganlogam Mg. Logam Mg sengaja dikorbankan agar teroksidasi tetapi pipabesi tidak teroksidasi.3) Membuat alloy atau paduan logam, misalnya besi dicampur denganlogam Ni dan Cr menjadi baja stainless (72% Fe, 19%Cr, 9%Ni).1 .Sebutkan faktor-faktor yang dapat mempercepat korosi pada besi!2. Mengapa logam aluminium tidak berkarat seperti yang terjadipada besi?3. Logam apakah yang banyak digunakan untuk melapisi kalengkemasan makanan atau minuman?Gambar 2.9 Peralatan dari stainless steelSumber : Dokumen Haryana
51Reaksi Redoks dan ElektrokimiaInfo KimiaT okoh4. Untuk mencegah korosi pada pipa besi yang ditanam dalamtanah digunakan metode pengeboran anoda yaitu magnesium,logam apa saja yang dapat menggantikan magnesium? Jelaskan!5. Menurut Anda, mana yang lebih baik untuk melapisis besi agartidak berkarat dengan seng atau dengan timah? Apa kelebihandan kekurangan masing-masing.Alessandro Volta (1745–1827)Volta lahir di Como, Lombardia, Italiapada tanggal 18 Februari1745 dan meninggaldi Como pada tanggal 5 Maret 1827.Ia merupakan ahli fisika italia dan ahlikimia. Volta menemukan elemen, batere atautumpukan volta. Volta menggugurkan teoriGalvani yang menyatakan bahwa dagingkatak mengandung listrik karena Volta tahubahwa listrik itu berasal dari logam dan bu-kan dari daging katak.Elektroda Kaca pada pH MeterUntuk menentukan konsentrasi ion H+ dalam suatu larutandapat dilakukan dengan mengukur selisih potensial dua elektroda.Elektroda yang satu sebagai standar dan yang lain merupakanelektroda kaca yang terbuat dari selaput tipis kaca yang pekaterhadap ion H+.Selaput elektroda kaca tidak tembus ion H+dari larutan yangdiukur tetapi konsentrasi ion yang berbeda akan menimbulkanselisih potensial menembus selaput yang berbeda pula. Banyaknyaarus yang dihantarkan oleh sebuah elektroda kaca sangat sedikit.Selisih potensiallah yang diukur dan ditetapkan oleh konsentrasiH+. pH meter yang dikalibrasi dengan larutan buffer luar yang pH-nya diketahui memberikan pembacaan skala langsung dari pHlarutan yang diukur.
52Kimia SMA/MA Kelas XIIRangkuman1. Reaksi redoks dapat disetarakan dengan cara setengah reaksi dancara bilangan oksidasi.2. Sel elektrokimia dibedakan menjadi dua, yaitu sel volta dan selelektrolisis.3. Pada sel volta reaksi redoks berlangsung spontan sehinggamenghasilkan arus listrik.4. Pada sel elektrolisis arus listrik menyebabkan terjadinya reaksiredoks yang tidak dapat berlangsung spontan.5. Sel volta yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hariadalah baterai dan aki.6. Hukum Faraday I menyatakan banyaknya zat yang dibebaskanselama elektrolisis tergantung pada jumlah listrik yang digunakan.7. Hukum Faraday II menyatakan banyaknya zat yang dibebaskantergantung pada massa ekivalen spesi yang bersangkutan w = e . f.8. Bila arus listrik yang sama dialirkan pada dua sel elektrolisis ataulebih maka perbandingan banyaknya zat yang dibebaskan samadengan perbandingan massa ekivalennya.w1 : w2 = e1 : e29. Elektrolisis dapat digunakan untuk membuat beberapa bahankimia dan untuk penyepuhan logam.10. Korosi adalah proses teroksidasinya suatu logam11. Untuk mencegah korosi dapat dilakukan dengan cara melapisilogam dengan cat, oli, minyak, atau logam lain dan denganperlindungan katoda.
53Reaksi Redoks dan ElektrokimiaA. Berilah tanda silang (x) huruf a, b, c, d atau e pada jawaban yang palingbenar. Kerjakan di buku tugas Anda!1. Pada reaksi redoks 3Cl2 + 6NaOH o 5NaCl + NaClO3 + 2H2O.Bilangan oksidasi atom Cl berubah dari ....A. +1 menjadi -1D. 0 menjadi -1 dan +5B. -1 menjadi +1E. 0 menjadi -1 dan +7C. 0 menjadi -12. Pada reaksi Cr2O72- + SO2o Cr3+ + HSO4- . Jumlah mol SO2 yangdapat dioksidasi oleh 1 mol Cr2O72- sebanyak ....A. 0,3 molD. 2 molB. 0,5 molE. 3 molC. 1 mol3. Oksidasi 1 mol Cr2- menjadi CrO42- melepaskan elektron sebanyak ....A. 1 molD. 4 molB. 2 molE. 5 molC. 3 mol4. Pada reaksiKMnO4 + H2SO4 + H2C2O4o K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O.Dari 0,1 mol KMnO4 akan menghasilkan gas CO2pada STP sebanyak ...A. 1,12 literD. 22,4 literB. 2,24 literE. 112 literC. 11,2 liter5. Sebanyak 5,6 gram logam besi (Ar Fe = 56) dilarutkan dalam H2SO4menghasilkan FeSO4 untuk mengoksidasi FeSO4 menjadi Fe2(SO4)3menurut reaksi Fe2+ + MnO4-o Fe3+ + Mn2+ diperlukan larutan KMnO40,1 M sebanyak ....A. 200 mlD. 20 mlB. 100 mlE. 10 mlC. 50 ml6. aMnO4- + bSO32-o cMn2+ + dSO42-, setelah disetarakan harga a, b, c,dan d berturut-turut ....A. 2, 5, 6, 2D. 3, 5, 3, 5B. 2, 5, 2, 3E. 5, 3, 3, 5C. 2, 5, 2, 5Pelatihan
54Kimia SMA/MA Kelas XII7. Pada reaksi Fe2+ + MnO4-o Fe3+ + Mn2+, pernyataan yang benaradalah ....A. Fe2+ direduksiB. Mn dioksidasiC. bilangan oksidasi Mn dari +7 menjadi +2D. bilangan oksidasi Mn dari +2 menjadi +7E. setengah reaksi oksidasinya MnO4o Mn2+8. Untuk mengoksidasi 0,4 mol Na2S2O3 dalam suasana basa dengan reaksiS2O32- + MnO4- + H2O o MnO2 + SO42- + OH- (belum setara) diperlukanKMNO4 sebanyak ....A. 4 molD. 2 molB. 3 molE. 1,06 molC. 2,5 mol9. DiketahuiZn/Zn2+//Cu2+/CuE° = 1,10 voltMg/Mg2+//Pb2+/PbE° = 2,21 voltPb/Pb2+//Cu2+/CuE° = 0,47 voltDari data di atas, maka harga potensial sel dari Mg/Mg2+//Cu2+/Cuadalah ....A. 2,68 voltD. 0,21 volB. 2,00 voltE. 0,12 voltC. 0,57 volt10. Logam L dapat mengendapkan tembaga dari larutan CuSO4, tetapi logamtidak bereaksi dengan ZnCl2, maka urutan logam berikut, yang sifatreduktornya makin kuat adalah ....A. Zn, Cu, LD. Zn, L, CuB. L, Cu, ZnE. Cu, Zn, LC. Cu L, Zn11. Saat aki digunakan terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik.reaksi yang terjadi pada katoda saat itu adalah ....A. Pb (s) + HSO4- (aq) —› Pb SO4 (s) + H+ (aq) + 2eB. Pb O2 (s) + HSO4- (aq) + 3H+ (aq) + 2e —› Pb SO4 (s) + 2 H2O (l)C. Pb SO4 (s) + H+(aq) + 2e —› Pb (s) +HSO4-(aq)D. Pb SO4 (s) + 2 H2O (l) —› Pb O2 (s) + HSO4- (aq) + 3H+ (aq) + 2eE. Pb (s) + Pb O2 (s) + 2 HSO4- (aq) + 2H+ (aq) —› 2 Pb SO4 (s) + 2 H2O (l)12. Bila larutan AgNO3 dialiri listrik 10 ampere selama 1 jam, maka padakatoda akan diendapkan logam perak sebanyak ....A. 8,06 gramD. 40,29 gramB. 16 gramE. 80,58 gramC. 20,145 gram
55Reaksi Redoks dan Elektrokimia13. Perhatikan gambar beberapa sel elektrolisis berikut ini!(1)(2)(3) (4)Sel elektrolisis yang menghasilkan gas oksigen adalah ....A. 1 dan 2D. 3 dan 4B. 1 dan 3E. 4 sajaC. 2 dan 314. Pada suatu percobaan korosi, sebuah paku disimpan dalam tabung reaksidengan berbagai kondisi(1)(2) (3) (4) (5)Paku yang paling tahan korosi terdapat dalam tabung ....A. ID. IVB. IIE. VC. III15. Ke dalam dua sel yang berisi larutan LSO4 dan AgNO3 yang disusun secaraseri dialirkan arus listrik ternyata diendapkan 3,25 gram logam L dan 10,8gram logam Ag (Ar Ag = 108). Massa atom relatif L adalah ....A. 32,5D. 70,5B. 63,5E. 72,0C. 65,0B. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini di buku kerja Andadengan benar!1. Pada reaksi redoks berikutCr(OH)3 + ClO-o CrO42- + Cl-a. Setarakan reaksi redoks tersebut!b. Berapa mol Cr(OH)3 yang diperlukan untuk mereduksi 0,6 mol ClO -menjadi Cl-?MgSO4 (aq)(+) (–)C CAgNO3 (aq)(+) (–)C CKCl (aq)(+) (–)C CKCl (l)(+) (–)C Cairairyangtelahdidihkanlarutangaramlarutanasamminyaktanah
56Kimia SMA/MA Kelas XII2. DiketahuiNa/Na2+//Hg2+//HgEsel = 3,36 voltPb/Pb2+//Hg2+//HgEsel = 0,78 voltNa/Na2+// N i2+// N iEsel = 2,46 voltHitunglah potensial sel dari reaksiNi + Pb2+o Ni2+ + Pb!3. Apakah perbedaan elektrolisis larutan NaCl dengan elektrolisis leburanNaCl? Tuliskan persamaan reaksi masing-masing!4. Berapa gram logam Cu yang diendapkan di katoda bila pada elektrolisislarutan CuSO4 dengan elektroda platina digunakan arus listrik 1.930coulomb? (Ar Cu = 63,5)5. Pada elektrolisis larutan LSO4 dengan elektroda platina diendapkan 0,295gram logam L. Larutan hasil elektrolisis itu ternyata dapat dinetralkandengan 100 mL KOH 0,1 M. Berapakah massa atom relatif logam L?