Gambar Sampul Kimia Modul · d_Bab 4 SEL VOLTA
Kimia Modul · d_Bab 4 SEL VOLTA
Rananda Vinsiah, S.Pd.

24/08/2021 15:58:50

SMA 12 K-13

Lihat Katalog Lainnya
Halaman
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN2SEL VOLTA DAN APLIKASINYA DALAM KEHIDUPANKIMIA KELAS XII MIPAPENYUSUNSETIYANA, S.Pd,.M.EngSMA NEGERI 1 BANDONGAN, MAGELANG
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN3DAFTAR ISIPENYUSUN.............................................................................................................................................2DAFTAR ISI............................................................................................................................................3GLOSARIUM...........................................................................................................................................4PETA KONSEP.......................................................................................................................................5PENDAHULUAN...................................................................................................................................6A. Identitas Modul...........................................................................................................6B. Kompetensi Dasar.......................................................................................................6C. Deskripsi Singkat Materi............................................................................................6D. Petunjuk Penggunaan Modul......................................................................................6E. Materi Pembelajaran...................................................................................................6KEGIATAN PEMBELAJARAN 1.......................................................................................................7SEL VOLTA ATAU SEL GALVANI....................................................................................................7A.Tujuan Pembelajaran..................................................................................................7B.Uraian Materi..............................................................................................................7C.Rangkuman...............................................................................................................12D.Penugasan Mandiri...................................................................................................12E.Latihan Soal..............................................................................................................14F.Penilaian Diri............................................................................................................17KEGIATAN PEMBELAJARAN 2.....................................................................................................18SEL VOLTA DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI...................................................................18A.Tujuan Pembelajaran................................................................................................18B.Uraian Materi............................................................................................................18C.Rangkuman...............................................................................................................21D.Penugasan Mandiri...................................................................................................21E.Latihan Soal..............................................................................................................21F.Penilaian Diri............................................................................................................24EVALUASI.............................................................................................................................................25DAFTAR PUSTAKA............................................................................................................................30
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN4GLOSARIUMSel volta:Sel elektrokimia dimana energi kimia dari reaksi redoks spontan diubah menjadi energi listrikKatoda:Elektrodadi mana reaksi oksidasi terjadiAnoda:Elektrodadi mana reaksi reduksi terjadiJembatan garam:suatu peralatan laboratorium yang digunakan untuk menghubungkan setengah-sel reduksi dan oksidasi dari suatu sel galvani (sel volta)Elektrolit:Suatu zat yang larut atau terurai ke dalam bentuk ion-ion dan selanjutnya larutan menjadi konduktor elektrikPotensial elektrodastandar:Potensial elektrodayang dibandingkan dengan elektrodahidrogen yang diukur pada suhu 25oC dan tekanan 1 atm Deret Volta:Dikenal juga sebagai deret keaktifan logam yaitu unsur-unsur yang disusun berdasarkan urutan potensial elektroda standarSel baterai:Disebut juga sel kering mangan, terdiri dari 3 komponen utama yaitu bungkus dalam zink (Zn) sebagai elektroda negatif (anoda), batang karbon (C) sebagai elektroda positif (katoda) dan pasta MnO2dan NH4Cl yang berperan sebagai elektrolitSel aki:Sel Volta yang banyak digunakan dalam kendaraan bermotor, disusun dari lempeng timbal (Pb) dan timbal oksida (PbO2) yang dicelupkan dalam larutan asam sulfat (H2SO4): : .
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN5PETA KONSEPLihat Kalau Baginda Caesar Nanti Meninggal, Alam Mana ZamanFer’aun, NabiSulaimanPemberantas buta Huruf, Crupuk Hangus Agak Pahit, AuwSel Volta dan Aplikasinya dalam kehidupanPRINSIP KERJAPemisahan reaksi redoks di katodadan di anodaPOTENSIAL SELDitentukan menggunakan voltmeter atau dihitung berdasarkan data potensial elektroda standarSEL BATERAISel primer,sel kering manganPemanfatan dalam kehidupanSEL AKISel sekunder,Sel Volta atau sel galvaniDERET VOLTALogam sebelah kiri dapat mendesak (bereaksi, mereduksi) ion logam sebelah kanan
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN6PENDAHULUANA. Identitas ModulMata Pelajaran: KimiaKelas:XII MIPAAlokasi Waktu:8 jam pelajaranJudul Modul:Sel Volta dan aplikasinya dalam kehidupanB. Kompetensi Dasar3.4Menganalisis proses yang terjadi dalam sel Volta dan menjelaskan kegunaannya4.4Merancang sel Volta dengan mengunakan bahan di sekitarC. Deskripsi Singkat MateriReaksi redoks spontan dapat digunakan sebagai sumber listrik, alat yang dapat mengubah reaksi kimia menjadi energi listrik disebut sel Volta atau sel Galvani.Sel volta terdiri dari elektroda(katodadan anoda) dan elektrolit. Elektron mengalir dari anodamenuju katoda. Potensial sel volta dapat ditentukan melalui eksperimen atau dihitung berdasarkan data potensial elektroda standarKimia memang memberikan hal-hal yang sangat berguna dalam hidup ini. Baterai dan aki adalah contoh sel volta yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Baterai termasuk sel primer sedangkan aki termasuk sel sekunder. Sel volta dapat juga dibuat dari bahan sederhana yang terdapat dilingkungan, contohnya baterai garam dapur, yang disebut juga baterai seng udara.D. Petunjuk Penggunaan ModulUntuk menggunakan modul ikutlah langkah langkah di bawah ini: 1.Bacalah peta konsep dan pahami keterkaitan antar materi konsep redoks dan larutan elektrolit.2.Berikan respon pada kegiatan observasi lingkungan, kemudian pahami materi pembelajaran 1 dan contoh soal. 3.Perdalam pemahamanmu tentang konsep Sel Volta dengan memahami isirangkuman pembelajaran, baru kemudian mengerjakan penugasan mandiri4.Akhiri kegiatan dengan mengisi penilaian diri dengan jujur dan ulangi lagi pada bagian yang masih belum sepenuhnya di mengerti5.Ulangi Langkah 2 sd 4 untuk kegiatan pembelajaran 26.Kerjakan soal evaluasi di akhir materiE.Materi PembelajaranModul ini terbagi menjadi 2kegiatan pembelajarandandi dalamnya terdapat uraian materi, contoh soal, soal latihan dan soal evaluasi.Pertama :Sel Volta atau Sel GalvaniKedua : Sel Volta dalam kehidupan sehari-hari
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN7KEGIATAN PEMBELAJARAN 1SEL VOLTA ATAU SEL GALVANIA.Tujuan PembelajaranSetelah kegiatan pembelajaran 1 ini diharapkanAnda dapat:1.Mengidentifikasi susunan sel Volta dan prinsip kerja sel volta2.Menghitung potensial sel berdasarkan data potensial standarB.Uraian MateriPada prinsipnya reaksi redoks spontan dapat digunakan sebagai sumber listrik. Reaksi redoks spontan merupakan reaksi redoks yang dapat berlangsung dengan sendirinya. Jika kedalam larutan CuSO4dicelupkan logam seng maka akan terjadi reaksi redoks yang spontan. Secara makrokospis terlihat larutan CuSO4yang berwarna biru semakin memudar seiring dengan terbentuknya lapisan hitam pada permukaan seng. Apakah kalian tahu bagaimana prosesnya? Gambar 1. Reaksi logam seng dengan larutan CuSO4berlangsung spontan(Sumber : Chemistry_McMurry,2012)Secara mikroskopisproses reaksi dapat diilustrasikan seperti gambar, seng secara spontan mengalami oksidasi menjadi Zn2+ yang masuk ke dalam larutan. Pada permukaan tembaga terjadi reduksi, elektron yang terlepas ditangkap Cu2+dari larutan, sehingga terbentuk endapan daritembaga.Reaksi:Oksidasi (a) Zn(s)Zn2+(aq)+ 2e-Reduksi (b) Cu2+(aq)+ 2e-Cu(s)
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN8Tentu kalian ada yang bertanya, bagaimana cara membuat rangkaian yang dapat mengubah reaksi redoks spontan menjadi energi listrik? Bagaimana susunan selnya? Yuk, simak diskusi kita tentang sel Volta.1.Prinsip kerja sel VoltaSel volta adalah sel elektrokimia dimana energi kimia dari reaksi redoks spontan diubah menjadi energi listrik. Contoh rangkaian sel volta terdiri dari logamZn dicelupkan dalam larutan ion Zn2+dan logam Cu dicelupkan dalam larutan ion Cu2+. Gambar 2. Diagram sel Volta dan bagian-bagiannya(Sumber : sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/)Elektrodadi mana reaksi oksidasi terjadi disebut anoda. Adapun elektrodadi mana reaksi reduksi terjadi disebut katoda. Pada sel Volta anodabermuatan negatif dan katodabermuatan positip. Elektron mengalir dari anodamenuju katoda. Reaksi yang terjadi:Anoda Zn(s)Zn2+(aq)+ 2e-KatodaCu2+(aq)+ 2e-Cu(s)Reaksi sel Zn(s)+ Cu2+(aq)Zn2+(aq)+ Cu(s) , E0sel = 1,10 VoltJadi prinsip kerja dari sel volta adalah pemisahan reaksi redoks menjadi 2 bagian, yaitu setengah reaksi oksidasi di anoda dan setengah reaksi reduksi di katoda. Anoda dan katodadicelupkan dalam elektrolit dan dihubungkan dengan jembatan garam dan sirkuit luar. Susunan sel Volta pada gambar diatas dapat dinyatakan dengan notasi singkat yang disebut notasi sel, yaitu:Zn(s)/Zn2+(aq)// Cu2+(aq)/ Cu(s)Reaksi di AnodaReaksi diKatoda
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN9Contoh soal1.Jika gas klorin dimasukkan dalam larutan NaBr, akan terjadi reaksi spontan dan terbentuk ion klorin dan larutan bromin. a.Gambarkan diagram selvolta, dan berilah keterangan anoda, katodadan aliran elektronnyab.Tuliskan setengah reaksi oksidasi dan reduksi serta reaksi sel c.Tuliskan notasi selJawaba.Diagram sel volta dan kreterangan baghian-bagiannya:b.Setengah reaksi oksidasi dan reduksiAnoda 2 Br-(saqBr2 (g)+ 2e-(oksidasi)KatodaCl2 (g)+ 2e-2 Cl-(saq(reduksi)Reaksi sel 2 Br-(saq+ Cl2 (g) Br2 (g)+ 2 Cl-(saqc.Lihat gambar, baik dikatodaataupun anodamenggunakan elektrode Pt, maka notasi sel dituliskan : Pt/Br2, Br-// Cl-,Cl2/Pt2.Potensial SelPotensial elektrodayang dibandingkan dengan elektrodahidrogen yang diukur pada suhu 25oC dan tekanan 1 atm disebut potensial elektrodastandar(Eo).Cara mengingat : KPAN -Katoda: positip, terjadi reaksi reduksi-Anoda: negatif, terjadi reaksi oksidasi
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN10Potensial elektroda tersebut mengacu pada reaksi reduksi elektroda sehingga disebut potensial reduksi standart (E0reduksi). Potensial sel volta dapat ditentukan melalui eksperimen dengan menggunakan voltmeter atau dihitung berdasarkan data potensial elektroda standar. -Unsur yang mempunyai Eoreduksi lebih besar mengalamireaksireduksi dikatoda -Unsur yang mempunyai Eoreduksi lebih kecil mengalami reaksi oksidasi di anoda Menurut Masterton, Hurley (2011), besarnya Eosel dirumuskan:E°sel = E°reduksi +E°oksidasiTabel 1. Potensial Reduksi Standar pada Suhu 25o;C(Sumber : Chemistry_McMurry,2012)Contoh soal1.Data Eoreduksi dari redoks spontan Zn(s)+ Cu2+(aq)Zn2+(aq)+ Cu(s)Adalah sebagai berikut:Zn2+(aq)+ 2e-Zn(s)Eored = -0,76 V Cu2+(aq)+ 2e-Cu(s)Eored = + 0,34 V Tentukan:a.Logam yang bertindak sebagai katoda dan anoda!b.Tuliskan reaksi yang terjadi pada masing-masing elektroda!c.Tuliskan reaksi sel dan berapa harga Eosel !
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN11Jawaba.Unsur yang mempunyai Eolebih besar mengalami reaksi reduksi yaitu Cu dan unsur yang mempunyai Eolebih kecil mengalami reaksi oksidasi Yaitu Ag, maka -Katoda: logam Cu-Anoda: logam Agb.Reaksi pada elektrodaAnoda Zn(s)Zn2+(aq)+ 2e-Eooks = + 0,76 VKatodaCu2+(aq)+ 2e-Cu(s)Eored = + 0,34 V c.Harga Eosel Anoda Zn(s)Zn2+(aq)+ 2e-Eooks = + 0,76 VKatodaCu2+(aq)+ 2e-Cu(s)Eored = + 0,34 V ----------------------------------------------------------------------------------+ (jumlah)Reaksi sel Zn(s)+ Cu2+(aq)Zn2+(aq)+ Cu(s) Eosel = + 1,10 VAtau menggunakan rumusE°sel = E° reduksi + E° oksidasi= (0,34 V) + (0,76 V) = + 1,10 V3.Deret VoltaUnsur-unsur yang disusun berdasarkan urutan potensial elektroda standar membentuk deret yang dikenal sebagai deret keaktifan logam atau deret Volta.Gambar 3. Deret keaktifan logam(Sumber : Pustekkom, 2015)Semakin ke kanan sifat oksidator makin kuat (mudah tereduksi) dan semakin ke kiri sifat reduktor semakin kuat (mudah teroksidasi). Mg + ZnSO4→ MgSO4+ ZnMg + Na2SO4Jadi logam sebelah kiri dapat mendesak (bereaksi, mereduksi) ion logam sebelah kanan, logam Mg dapat mendesak Zn2+, sehingga Mg dapat bereaksi dengan larutan ZnSO4, tetapi Mg tidak dapat bereaksi dengan Na+sebab Mg terletak disebelah kanan Na.Trik hafal DERET VOLTALihatKalauBagindaCaesarNantiMeninggal, AlamManaZamanFer’aun, NabiSulaimanPemberantasbutaHuruf, CrupukHangusAgakPahit, Auw
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN12Contoh soalMempertimbangkan spesi berikut dalam larutan asam, MnO4-, I-, NO3-, H2S, dan Fe3+a.klasifikasi spesi tersebut ke dalam agen pereduksi dan pengoksidasib.Urutkan daya pengoksidasi dan daya pereduksinyaJawabDari tabelharga Eoreduksi diketahui:a.Agen pengoksidasi : Fe2+(Eored = -0,409 V), NO3-(Eored = + 0,964 V), dan MnO4-(Eored = + 1,512 V)Agen pereduksi : Fe2+(Eored = -0,409 V), I-(Eored = -0,534 V), dan H2S (Eored = -0,114 V)(Note : Fe2+dapat bertindak sebagai agen pengoksidasi jika Fe tereduksi, atau sebagai agen pereduksi dalam kasus teroksidasi menjadi Fe3+)b.Dengan membandingkan harga Eored maka daya pengoksidasi : Fe2+ < NO3-< MnO4-daya pereduksi : Fe2+< I-< H2S C.Rangkuman1.Reaksi redoks spontan dapat digunakan sebagai sumber listrik, alat yang dapat mengubah reaksi kimia menjadi energi listrik disebut sel Volta atau sel Galvani.2.Anoda adalah elektrodanegatifdan merupakan tempat reaksi oksidasi.Katoda adalah elektrodapositif dan merupakan tempat reaksi reduksi.Elektron mengalir dari anodamenuju katoda.3.Potensial selvolta dapat ditentukan melalui eksperimen dengan menggunakan voltmeter atau dihitung berdasarkan data potensial elektroda standar. Dirumuskan:E°sel = E°reduksi + E°oksidasi4.Deret keaktifan logam adalah susunan unsur unsur berdasarkan urutan potensial elektroda standar. Semakin positif harga Eoreduksilogam maka semakin mudah logam tersebut tereduksi.D.Penugasan Mandiri Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat dan benar1.Gambar sel Galvani berikut mempunyai elektroda Timbal (Pb) dan seng (Zn)a.Berilah label pada elektrodadan identifikasi ion-ion yang ada dalam larutan!b.Berilah label pada anoda dan katoda!c.Tunjukkan arah aliran elektron dan arah ion dalam larutan
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN132.Perhatikan sel galvani berikut:a.Identifikasi katodadan anoda!b.Tuliskan reaksi sel!c.Tuliskan notasi sel!3.Perhatikan diagram sel volta dari reaksi redoks spontan berikut:Berdasarkan analisa kalian, Tentukan:a. Identifikasi katodadan anoda b. Tentukan setengah reaksi oksidasi dan reduksi c. Tentukan notasi sel volta4.Pertimbangkan sel galvani berikut:a.Buatlah rangkaian sel volta, kemudian beri label bagian anoda dan katoda, tentukan arah aliran elektrondan ionb.Manakah dari ketiga sel yang mempunyai potensial terbesar dan manakah yang mempunyai potensial sel terkecil, jelaskan
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN145.Perhatikan wacana berikut:Logam nikel bereaksi spontan dengan ion Cu2+, menghasilkan logam Cu dan ion Ni2+. Serbuk tembaga yang terbentuk menempel pada logam nikel, seiring dengan memudarnya warna biruion Cu2+berubah menjadi hijau ion Ni2+.a.Buatlah rancangan sel volta agar reaksi redoks spontan diatas dapat menghasilkan listrik!b.Tentu katoda, anoda dan elektrolit yang digunakan!c.Tulislah reaksi selnya?E.Latihan SoalPetunjuk :Orang yang ingin mencapai kesuksesan harus melewati berbagai kesulitan.Kalau kamu menganggap soal-soal ini sebagai kesulitan dan berusaha untuk mengerjakannya dengan jujur, kelak kamu akan sukses!1.DiketahuiNi2++ 2 eNiEO= -0,25 vPb2++ 2 ePbEO= -0,13 vPotensial standar sel volta yang terdiri dari elektroda Ni dan Pb adalah ....A. -0,38 vB.-0,03 vC.+0,12 vD.+0,25 vE.+0,38 v2.Diketahui potensial reduksi:Mg2+(aq)+ 2 e Mg(s)EO= -2,37 voltSn2+(aq)+ 2 e Sn(s)EO= -0,14 voltDengan data tersebut disusun sel volta. Pernyataan di bawah ini yang benar adalah ....A. logam Mg sebagai katodaB.reaksi: Sn + Mg2+Mg + Sn2+berlangsung spontanC.potensial sel yang terjadi +2,57 voltD.logam Sn bertindak sebagai elektrode positifE.elektroda Sn larut3.Dari data potensial elektroda standar berikutCu2++ 2 eCu EO= +0,34 voltAg++ eAg EO= +0,80 voltMaka reaksi Cu + 2Ag+ Cu2++ 2Ag memiliki potensial sel ....
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN15A. 0,06 vB.0,46 vC.0,57 vD.1,14 vE.1,26 v4.Dari tiga logam X, Y dan Z diketahui Y dapat bereaksi dengan X dan Z, Z tidak dapat bereaksi dengan Y akan tetapi dapat bereaksi dengan X. Sedangkan X tidak dapat bereaksi dengan Y dan Z. Urutan ketiga logam dalam deret volta adalah ....A. Y Z XB.X Y ZC.Z X Y D.Z Y XE.X Z Y5.Berdasarkan deret volta, reaksi elektrokimia yang dapat berlangsung secara spontan adalah ....A. Sn(s)+ Fe2+(aq) Sn2+(aq)+ Fe(s)B.Sn2+(aq)+ Fe(s) Sn(s)+ Fe2+(aq)C.Pb(s)+ Zn2+(aq)Pb2+(aq)+ Zn(s)D.3Mg2+(aq)+ 2Al(s)3Mg(s)+ 2Al3+(aq)E.Pb(s)+ 2Ag+(aq)Pb2+(aq)+ 2Ag(s)
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN16KUNCI JAWABANDAN PEMBAHASAN1.Jawab CPotensial standar sel volta :Reaksi oksidasiNiNi2++ 2 eE O= + 0,25 VReaksi reduksiPb2++ 2 ePbEO= -0,13 VReaksi selNi + Pb2+Ni2++ PbEsel = + 0,12 VJadi potensial standar sel volta yang terdiri dari elektroda Ni dan Pb adalah0,12 Volt2.Jawab DSusuanan sel Volta oksidasi di anodaMg(s) Mg2+(aq)+ 2 e EO= + 2,37 volt (elektrode -)reduksi di katodaSn2+(aq)+ 2 e Sn(s)EO= -0,14 volt (elektrode + )Reaksi selMg(s) + Sn2+(aq) Mg2+(aq) + Sn(s) Esel = 2,23 VoltPernyataan yang benar logam Sn bertindak sebagai elektrode positif (D)3.Jawab BHarga potensial sel reaksi Cu + 2Ag+ Cu2++ 2Ag (Cu mengalami reaksi oksidasi dan Ag mengalami reaksi reduksi)Reaksi oksidasiCuCu2++ 2 e EO= -0,34 voltReaksi reduksiAg++ eAg EO= +0,80 voltReaksi sel Cu + Ag+Cu2++ AgEsel = 0, 46 volt4.Jawab A-Y dapat bereaksi dengan X dan Z berarti Y posisi sebelah kiri dari X dan Z-Z tidak dapat bereaksi dengan Y akan tetapi dapat bereaksi dengan X. berarti Z disebelah kanan Y dan disebelah kiri X-X tidak dapat bereaksi dengan Y dan Z berarti X disebelah kanan Y dan Z-Jadi urutan dalam deret volta Y, Z, XKata kunci : dapat bereaksi = posisi pada deret volta disebelah di kiri Tidak dapat bereaksi = posisi pada deret volta disebelah di kanan5.Jawab EReaksi berlangsung spontan jika harga Esel bernilai positif, cirinya pada deret volta logam yang bereaksi (Pb) disebelah kiri ion logam (2Ag+). Pb(s)+ 2Ag+(aq)Pb2+(aq)+ 2Ag(s)Esel = positifPerhatianCocokkanlah jawaban kamu dengan Kunci Jawaban Latihan 1 yang terdapat di bawah ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaanmu terhadap materi Kegiatan Belajar 1.-Pedoman penilaianNilai = (Jawaban benar/5) x 100-Kategori tingkat penguasaanmu 90 -100 = baik sekali 80 -89 = baik 70 -79 = cukup < 70 = kurang
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN17-Apabila mencapai tingkat penguasaan ≥ 80 , Ananda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar 2. Bagus! Namun, jika masih di bawah 80, Ananda harus mengulangi materi Kegiatan Belajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai. Semangat....!F.Penilaian DiriJawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jujur dan bertanggungjawab! NOPERTANYAANJAWABANYATIDAK1Saya dapat mengidentifikasi susunan sel Volta2Saya dapat menjelaskan prinsip kerja sel volta 3Saya dapat menghitung harga poyensial sel berdasarkan data potensial standar4Saya dapat menganalisis sel volta untuk menentukan keaktifan logam -Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pada bagian ini-Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN18KEGIATAN PEMBELAJARAN 2SEL VOLTA DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARIA.Tujuan PembelajaranSetelah kegiatan pembelajaran 2ini Anda diharapkan dapat:1.Memahami sel volta dalam kehidupan sehari hari2.Mengajukan rancangan sel volta menggunakan bahan di sekitarB.Uraian Materi1.Sel Volta Dalam Kehidupan Sehari-haria.Baterai kering (sel Leclanche)Sel baterai merupakan pengembangan dari sel Leclanche (1839-1882), dengan desain awal yang tetap dipertahankan, yakni sel kering mangan. Sel kering mangan terdiri dari 3 komponen utama yaitu bungkus dalam zink (Zn) sebagai elektroda negatif (anoda), batang karbon (C) sebagai elektroda positif (katoda) dan pasta MnO2dan NH4Cl yang berperan sebagai elektrolit.Baterai ini banyak digunakan untuk senter, radio, dan mainan. Potensial sel sebesar 1,5 V dan menurun sejalan dengan lama pemakaian. Sel Leclanchetidak dapat diisi ulangsehingga disebut sel primerGambar 4. Komponen Sel Kering(Sumber: Masterton, Hurley,2011)Pada sel kering, reaksi oksidasi terjadi pada logam seng dan reaksi reduksi terjadi pada karbon yang inert. Elektrolitnya adalah pasta MnO2, ZnCl2, NHCl dan karbon hitam. Reaksi:AnodaZn(s)Zn2+(aq)+ 2e-Katoda2MnO2(s)+ 2NH4+(aq)+ 2e-Mn2O3(s)+ 2NH3(aq)+ H2O(l)Sel Zn(s) + 2MnO2(s)+ 2NH4+(aq)Zn2+(aq)+ Mn2O3(s)+ 2NH3(aq)+ H2O(l)b.Sel AkiAki merupakan sel Volta yang banyak digunakan dalam kendaraan bermotor. Sel aki dapat diisi ulang kembali sehingga disebut sel sekunder.Aki disusun dari lempeng timbal (Pb) dan timbal oksida (PbO2) yang dicelupkan dalam larutan
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN19asam sulfat (H2SO4). Apabila aki memberikan arus maka lempeng timbal bertindak sebagai anodadan lempengtimbal dioksida (PbO2) sebagai katoda. Reaksi pemakaian akiAnodaPb(s)+ SO42-(aq)PbSO4(s)+ 2e-KatodaPbO2(s)+ 4H+(aq)+ SO42-(aq)+ 2e-PbSO4(s)+ 2H2O(l)Reaksi sel Pb(s)+ PbO2(s)+ 4H+(aq)+2SO42-(aq)2PbSO4(s)+ 2H2O(l)Gambar 5. Komponen Sel Accu(Sumber: Masterton, Hurley,2011)Pada kedua elektrode terbentuk timbal sulfat (PbSO4). Apabila keping tertutup oleh PbSO4dan elektrolitnya telah diencerkanoleh air yang dihasilkan, maka sel akan menjadi kosong. Untuk mengisi kembali, maka elektron harus dialirkan dalam arah yang berlawanan menggunakan sumber listrik dari luar. Contoh soalPada aki model lama dengan anoda Pb, kadang kadang ditambahkan air aki, jelaskan peristiwa ini!JawabAir aki dalam kendaraan bermotor dapat berkurang karena dua hal:-Kemungkinan adanya proses penguapan-Reaksi antara H2O membentuk O2dan H2akibat pengisian aki terlalu cepat sehingga air terelektrolisis, oleh karena itu setiap sel aki dilengkapi dengan sistem penting untuk pembuangan gas O2dan H2untuk mencegas terjadinya ledakan.Anoda2H2O(l) O2(g) + 4H+ (aq) + 4eKatoda4H+(aq) + 4e H2 (g)Reaksi sel 2H2O(l) + 4H+(aq) O2(g) + 4H+ (aq) + H2 (g)
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN202.Merancang Sel Volta dari Bahan SekitarBaterai garam dapur (NaCl)Baterai garam dapur adalah contoh aplikasi sel volta paling sederhana. Dari sudut pandang engineering, jika dua jenis logam yang berbeda dimasukkan dalam larutan elektrolit maka akan didapatkan baterai.Bahan yang digunakan : larutan2 sendok makan garam per 200 cc air, lempengan seng bisa menggunakan kaleng bekas minuman sebagai anoda bermuatan negatif, sil karet untuk membatasi kedua lepengan agar tidak bersentuhan, lempengan tembaga sebagai katoda bermuatan positif, kipas angin atau lampu led untuk menguji keberadaan daya listrik searah (DC) dan kabel kecil yang diberi penjepit buaya tiap ujungnyaHasil percobaan menunjukkan satusel baterai NaCl menghasilkan tegangan 0,34 Volt. Setelah beberapa saat pemakaian, teramati terbentuknyalapisan hitam pada elektroda seng. Gambar 6. Uji terbatas sel Volta dari garam dapurReaksi redoks yang terjadi: Anoda Zn + 4OH→ Zn(OH)42+ 2eKatodaO2+ 2H2O + 4e → 4OHReaksi sel 2 Zn + 8OH+ O2+ 2H2O → 2Zn(OH)42+ 4OHBerdasarkan percobaan sederhana ini dapat dipahami mengapa sel ini disebut baterai seng udara. Karena, oksigen dari udara bereaksi dengan seng, sedangkan elektroda tembaga hanya berfungsi mengalirkan elektron. Poin PENTINGElektroda tembaga dapat diganti dengan elektroda lain yang lebih stabil, misalnya karbon
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN21C.Rangkuman1.Baterai dan aki adalah contoh sel volta yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Bateri termasuk sel primer sedangkan aki termasuk sel sekunder.2.Sel volta dapat dibuat dari bahan sederhana yang terdapat dilingkungan, contohnya baterai garam dapur, yang disebut juga baterai seng udara. D.Penugasan Mandiri Membuat baterai sekam padi1.Baterai yang tersedia secara komersial mengandung logam berat seperti merkuri, timbal, kadmium dan nikel, yang mencemari lingkungan apabila baterai tidak dibuang dengan benar. Bio-baterai merupakan suatu baterai yang berasal dari bahan alam yang ramah lingkungan dan tidak mengandung bahan kimia yang berbahaya. Jika elektrolit dari baterai bekas diganti dengan pasta arang sekam padi dan garam dapur maka buatlah rancangan percobaan untuk membuktikan hipotesis, “ Limbah baterai kering dan pasta arang sekap-garam dapur dapat dibuat biobaterai yang ramah lingkungan dan ekonomis “.Berdasarkan data hasil pengamatan dari percobaan yang telah dilakukan, jawablah pertanyaan berikut!a.Apakah serbuk arang sekam padi yang kalian gunakan termasuk bahan alami yang dapat digunakan untuk uji kelistrikan baterai? Mengapa harus ditambahkan garam NaCl? b.Berdasarkan data yang kalian dapatkan, tentukan keefektifan pasta sekam-NaCl ketika digunakan sebagai elektrolit pengisi baterai bekas? E.Latihan Soal1.Perhatikan beberapafakta-fakta tentang baterai berikut :(1)Bungkus dalambaterai berupazink (Zn) sebagai elektroda positif(2)Batang karbon (C) sebagai katoda(3)Elektrolit menggunakan pasta MnO2dan NH4Cl (4)Reaksi oksidasi terjadi pada logam seng (5)Reaksi reduksi terjadi pada karbon dan seng luarPernyataan yang benar tentang sel baterai sebagai sel kering adalah ...A.1, 2. 3B.2, 3, 4Pelabelan, baterai siap diuji cobaMemasukan pasta dalam baterai
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN22C.2, 3, 5D.1, 2, 4E.3, 4, 52.Suatu sel baterai dibuat menggunakan elektroda seng dan karbon serta elektroda pasta MnO2dan NH4Cl, Reaksi yang mungkin terjadi pada elektroda negatif dari sel baterai tersebut adalah ... .A.Zn(s)Zn2+(aq)+ 2e-B.2H2O(l) O2(g) + 4H+ (aq) + 4eC.4H+(aq) + 4e H2 (g)D.Zn2+(aq)+ 2e-Zn(s)E.C (s)→ C4-(aq) + 4e3.Aki mobil mempunyai elektroda Pb dan PbO2. Sewaktu aki menghasilkan arus listrik terjadi perubahan ....A. Pb menjadi PbSO4, sedangkan PbO2tetapB.Pb menjadi PbO dan PbO2menjadi Pb3O4C.Pb dan PbO2keduanya menjadi PbSO4D.Pb menjadi Pb3O4, dan PbO2menjadi PbOE.Pb dan PbO keduanya menjadi PbO4.Fakta-fakta yang mendukung bahwa sel aki merupakan sel sekunder adalah ... .A.Sel aki disusun dari lempeng timbal (Pb) dan timbal oksida (PbO2) B.Sel aki menggunakan larutan asam sulfat (H2SO4) sebagai elektrolitC.Apabila aki sedang digunakan maka lempeng timbal bertindak sebagai anodaD.Lempeng timbal dioksida (PbO2) pada aki merupakan elektroda positifE.Sel aki dapat diisi ulang walaupun elektrolitnya telah diencerkan oleh air dan keping tertutupoleh PbSO45.Bateraisederhana dapat dibuat melarutkan 2 sendok makan garam dapur per 200 cc air, larutan ini digunakansebagai elektrolit, sedangkan elektroda digunakan seng dan tembaga. Alasan yang paling tepat sel ini disebut baterai seng udara adalah ....A.Lempengan tembaga digunakan sebagai katodasehingga bermuatan positifB.Lempengan seng digunakan sebagai anodasehingga bermuatan negatifC.Setelah beberapa saat pemakaian, terbentuklapisan hitam pada elektroda sengD.Oksigen dari udara bereaksi dengan seng, sedangkan elektroda tembaga berfungsi mengalirkan elektronE.Elektrolit garam dapur bereaksi dengan udara sehingga elektroda seng terjadi lapisan hitam
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN23KUNCI JAWABAN DAN PEMBAHASAN1.Jawab BPernyataan yang benar tentang sel baterai sebagai sel kering-Bungkus dalam baterai berupa zink (Zn) sebagai elektroda negatif -Batang karbon (C) sebagai katoda / elektroda positif-Elektrolit menggunakan pasta MnO2dan NH4Cl -Reaksi oksidasi terjadi pada logam seng -Reaksi reduksi terjadi pada elektroda karbon Jawaban yang benar no 2, 3, 42.Jawab ASel baterai dibuat menggunakan elektroda seng dan karbon serta elektroda pasta MnO2dan NH4Cl , reaksi kimia yang terjadi :AnodaZn(s)Zn2+(aq)+ 2e-Katoda2MnO2(s)+ 2NH4+(aq)+ 2e-Mn2O3(s)+ 2NH3(aq)+ H2O(l)Reaksi Sel Zn(s) + 2MnO2(s)+ 2NH4+(aq)Zn2+(aq)+ Mn2O3(s)+ 2NH3(aq)+ H2O(l)3.Jawab CKetika aki mobil digunakan, menghasilkan arus listrik, maka reaksi sel yang terjadi adalah Pb(s)+ PbO2(s)+ 4H+(aq)+ 2SO42-(aq)2PbSO4(s)+ 2H2O(l)Jadi elektroda Pb dan PbO2diubah menjadi PbSO44.Jawab ESel aki merupakan sel sekunder karena sel aki dapat diisi ulang walaupun elektrolitnya telah diencerkan oleh air dan keping tertutup oleh PbSO45.Jawab DBaterai garam dapur disebut juga baterai seng udara karena oksigen dari udara bereaksi dengan seng, sedangkan elektroda tembaga berfungsi mengalirkan elektron. Reaksi sel 2 Zn + 8OH+ O2+ 2H2O → 2Zn(OH)42+ 4OHPerhatianCocokkanlah jawaban kamu dengan Kunci Jawaban Latihan 1 yang terdapat di bawah ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaanmu -Pedoman penilaianNilai = (Jawaban benar/5) x 100-Kategori tingkat penguasaanmu 90 -100 = baik sekali 80 -89 = baik 70 -79 = cukup < 70 = kurang-Apabila mencapai tingkat penguasaan ≥ 80 , Ananda dapat meneruskan dengan Kegiatan Belajar 2. Bagus! Namun, jika masih di bawah 80, Ananda harus mengulangi materi KegiatanBelajar 1, terutama bagian yang belum dikuasai. Semangat....!
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN24F.Penilaian DiriJawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jujur dan bertanggungjawab!NOPERTANYAANJAWABANYATIDAK1Saya memahami prinsip kerja baterai kering2Saya memahami prinsip kerja aki3Saya dapat merancang baterai garam dapur4Saya dapat merancang baterai sekam padi-Bila ada jawaban "Tidak", maka segera lakukan review pada bagian ini-Bila semua jawaban "Ya", maka Anda dapat melanjutkan ke pembelajaran berikutnya.
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN25EVALUASI(PENILAIAN HARIAN KD 3.4 SEL VOLTA DAN PENERAPANNYA DALAM KEHIDUPAN)Petunjuk :Waktunya untuk menguji kemampuanmu dalam mempelajari konsep sel volta dan aplikasinya dalam kehidupan. Di sini, kamu masihakan ketemu dengan kunci jawabanuntuk mengukur kemampuanmu. Dan tentu, teruslah bersemangat untuk mencoba dan periksalah pekerjaanmu dengan seksama dan jangan lupa berdoa.1.Diketahui data potensial elektroda sebagai berikut:Cr3+(aq)+ 3 e Cr(s)EO= -0,74 voltMg2+(aq)+ 2 e Mg(s)EO= -2,37voltZn2+(aq)+ 2 e Zn(s)EO= -0,76voltSn2+(aq)+ 2 e Sn(s)EO= -0,14 voltReaksi yang dapat berlangsung spontan dan menghasilkan harga potensial sel terbesar adalah ....A. Mg + Sn2+Mg2++ SnB. Cr + Zn2+Cr3++ ZnC. Sn + Mg2+Sn2++ MgD. Zn + Cr3+Zn2++ CrE. Mg + Zn2+Mg2++ Zn2.Diketahui potensial reduksi :Mg2+| MgEO= -2,37 voltSn2+| SnEO= -0,14 voltDengan data tersebut disusun sel volta. Pernyataan di bawah ini yang benar adalah ....A. logam Mg sebagai katodaB. reaksi Sn + Mg2+Mg + Sn2+berlangsung spontanC. potensial sel yang terjadi +2,57 voltD. logam Sn bertindak sebagai elektroda positifE. elektroda Sn larut3.Diketahui potensial reduksi:Ca2+(aq)+ 2 e Ca(s)EO= -2,87 vAl3+(aq)+ 3 e Al(s)EO= -1,66 vPotensial untuk reaksi3Ca(s)+ 2Al3+(aq) 3Ca2+(aq)+ 2Al(s)adalah ....A. -11,9 vB. -4,53 vC. -1,21 vD. + 5,26 vE. + 11,9 v4.Diketahui harga potensial reduksi:Cu2+(aq)+ 2 e Cu(s)EO= +0,34 vI2 (aq)+ 2 e 2I-(aq)EO= +0,54 v
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN26Fe3+(aq)+ e Fe2+(aq)EO= +0,77 vBr2 (l)+ e 2Br -(aq)EO= +1,07 vReaksi berikut yang tidak dapat berlangsung spontan adalah ....A. Cu2+(aq)+ 2I(aq)Cu(s)+ I2 (s)B. Fe3+(aq)+ 2I(aq)Fe2+(s)+ I2 (s)C. 2I(aq)+ Br2(l) 2Br (aq)+ I2 (s)D. Br2(l)+ Cu(s)2Br (aq)+ Cu2+(aq)E. Fe2+(aq)+ Br2 (l)Fe3+(aq)+ 2Br(aq)5.Diketahui harga potensial sel dari:Fe2++ 2e → Fe E° = −0,44 voltAl3++ 3e→ Al E° = −1,66 voltZn2++ 2e→ Zn E° = −0,76 voltMg2++ 2e → Mg E° = −2,37 voltCu2++ 2e→ Cu E° = +0,34 voltNotasi sel yang tidak berlangsung spontan adalah ....A. Fe | Fe2+|| Cu2+| CuB. Zn | Zn2+|| Fe2+| FeC. Mg | Mg2+|| Cu2+| CuD. Al | Al3+|| Zn2+| ZnE. Cu | Cu2+|| Al3+| Al6.Perhatikan diagram sel volta dengan elektroda besi dan elektroda X berikut:Tabel berikut adalah harga potensial elektroda standar dari beberapa logam :LogamPQRSTHarga Eo-1,66 V-0,76 V-0,14 V-0,13 V+ 0,80 VJika harga potensial elektroda standar besi adalah 0,44 Volt, maka dapat disimpulkan bahwa logam yang paling efektif digunakan untuk proteksi katodik besi adalah ... . A.PB.QC.RD.SE.T
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN27Cu2+Ni2+V(2)e-NiCuCu2+Zn2+V(3)e-ZnCuZn2+Ni2+V(1)e-NiZnCu2+Pb2+V(4)e-PbCuCu2+Fe2+V(5)e-FeCu7.Perhatikan gambar rangkaian sel Volta berikut!Nomor gambar, notasi sel, harga E0sel yang tepat adalah ....Nomor GambarNotasi Sel0EHarga A.B.C.D.E.(1)(2)(3)(4)(5)Zn|Zn2+||Ni2+|NiCu|Cu2+||Ni2+|NiZn|Zn2+||Cu|Cu2+Pb|Pb2+||Cu|Cu2+Fe2+|Fe||Cu|Cu2+positifpositifnegatifnegatifpositif8.Perhatikan rangkaian sel Volta berikut!Nomor gambar, notasi sel, dan harga Eosel yang tepat adalah ....No.Notasi selNilai EoselA.(1)Cu|Cu2+||Pb2+|PbpositifB.(2)Ni|Ni2+||Zn2+|ZnpositifC.(3)Cu|Cu2+||Zn2+|ZnpositifPbCuCu2+NiZnZn2+Ni2+ZnCuCu2+Zn2+NiCuCu2+Ni2+PbCuCu2+Pb2+ePb2+eee(1)(2)(3)(4)(5)e
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN28D.(4)Ni|Ni2+||Cu2+|CunegatifE.(5)Pb|Pb2+||Cu2+|Cupositif9.Diketahui potensial reduksi standar untuk reaksi sel berikut:Cu2+(aq)+ Zn(s)Cu(s)+ Zn2+(aq)EO= +1,10 voltPb2+(aq)+ Zn(s)Pb(s)+ Zn2+(aq)EO= +0,63 voltCu2+(aq)+ Pb(s)Cu(s) + Pb2+(aq)EO= +0,47 voltBerdasarkan harga-harga potensial sel di atas dapat disimpulkan bahwa urutan ketiga logam di atas urutan-urutan reduktor yang menurun adalah ....A. Pb, Zn, CuB. Zn, Pb, CuC. Cu, Zn, PbD.Cu, Pb, ZnE.Zn, Cu, Pb10.Diketahui data EO:Mg2+ | Mg = -2,34 voltCd2+| Cd = -0,40 voltAg2+| Ag = +0,80 voltCu2+| Cu = +0,34 voltLogam di atas yang dapat digunakan untuk melindungi pipa air yang ada dalam tanah terbuat dari besi (EOFe2+| Fe = -0,44 volt) sebagai proteksi katodaadalah ....A. Cu B.Cd C.Ag D.MgE.Cu dan Ag
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN29Kunci jawabanNO SOALKUNCI1E2D3C4A5E6A7A8E9B10DPerhatianCocokkanlah jawaban kamu dengan Kunci JawabanLatihan 1 yang terdapat di bawah ini. Hitunglah jawaban yang benar. Kemudian, gunakan rumus berikut untuk mengetahui tingkat penguasaanmu -Pedoman penilaianNilai = (Jawaban benar/5) x 100-Konversi tingkat penguasaan: 90 -100% = baik sekali 80 -89% = baik 70 -79% = cukup < 70% = kurang-Apabila mencapai tingkat penguasaan ≥ 80 , Ananda telah tuntas dalam belajar sel volta dan aplikasinya. Bagus! Namun, jika masih di bawah 80, Ananda harus melakukan remidial dengan cara mengulangi materi Kegiatan Belajar, terutama bagian yang belum dikuasai. Semangat....!
Modul Kimia Kelas XII MIPA KD 3.4@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN30DAFTAR PUSTAKAhttps://sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/sumberbelajar/tampil/Sel-Elektrokimia-2015/konten1.html. Diakses 9 September 2020John e Mcmurry & Robert c Fay & Jordan Fantini. 2012. Chemistry. London: Prentice Hall.Setiyana. 2015. My Dream In Chemistry, Kelas XII MIPA semester 1. Bandung : Tinta Emas PublishingWilliam L. Masterton, Cecile N. Hurley, Edward Neth. 2011. Chemistry: Principles and Reactions. Cengage LearningPublished