DUNIA OTOMOTIF: Moduk Kimia SMK TSM Kelas XII

MODUL KIMIA

KELAS XI SEMESTER GANJIL

RUANG LINGKUP MATERI

1. Standar Kompetensi :Memahami Konsep Reaksi Kimia

Kompetensi Dasar :

A. Reaksi Asam Basa dan Reaksi Redoks

B. Konsep Reaksi Reduksi dan Oksidasi

2. Standar kompetensi : Memahami konsep larutan elektrolit dan elektrokimia

Kompetensi Dasar

A. Larutan Elektrolit dan non Elektrolit

B. Satuan –satuan Konsentrasi

C. Konsep reaksi Redoks dalam Elektrokimia

KEGIATAN BELAJAR 1

Standar Kompetensi : Memahami Konsep Reaksi Kimia

Kompetensi Dasar :

A. Reaksi Asam Basa dan Reaksi Redoks

B. Konsep Reaksi Reduksi dan Oksidasi

A. REAKSI ASAM BASA DAN REAKSI REDOKS

Reaksi Kimia dan Persamaan Reaksi Kimia

Persamaan reaksi kimia menggambarkan perubahan zat- zat yang bereaksi. Persamaan reaksi kimia meliputi rumus kimia dari zat-zat yang pereaksi dan zat-zat hasil reaksi yang dihubungkan dengan tanda panah. Fasa zat-zat yang bereaksi dinyatakan dengan lambang s untuk padat ( solid ), g untuk gas ( gases ), l untuk cair ( liquid), dan aq untuk zat-zat terlarut ( aquaeus ).

Dalam suatu reaksi berlaku hukum kekekalan massa. Massa zat-zat yang bereaksi sama dengan massa zat-zat hasil reaksi. Untuk itu suatu persamaan reaksi harus setara, yaitu jumlah atom diruas kiri harus sama dengan jumlah atom diruas kanan. untuk membuat suatu persamaan reaksi setara ditambahkan koefisien yaitu bilangan didepan rumus.

Contoh persamaan reaksi setara

C₃H₈ ₍ _g)+ 5 O_2(g) 3 CO_2(g)+ 4 H₂O_(l)

Pada persamaan reaksi diatas, koefisien C₃H₈= 1, koefisien O₂ = 5, koefisien CO₂ = 3 dan koefisien H₂O = 4. C₃H_8, O₂ dan H₂O berwujud gas, sedangkan H₂O berwujud cair.

Beberapa jenis reaksi adalah reaksi reduksi oksidasi ( redoks) dan reaksi asam basa.

Reaksi Asam Basa

Larutan Asam dan Larutan Basa

Sifat asam dan basa termasuk pokok bahasan yang penting dalam ilmu kimia. Dalam kehidupan sehari-hari, sifat ini dapat kita jumpai misalnya rasa asam dari buah jeruk dan cuka. Rasa asam tersebut berasal dari asam yang terkandung dalam buah jeruk dan cuka, yaitu asam sitrat dan asam cuka. Asam askorbat dalam vitamin C adalah zat penting dalam makanan kita.

Untuk mengetahui sifat suatu senyawa apakah asam, basa, atau netral, cara yang digunakan adalah mengujinya dengan indikator

asam-basa. Beberapa indikator asam-basa yaitu :

a. Lakmus merah dan lakmus biru

Asam mengubah kertas lakmus biru menjadi merah. Sedangkan basa mengubah kertas lakmus merah menjadi biru. Senyawa netral tidak mengubah warna kedua kertas lakmus.

b. Indikator universal

Dengan indikator universal, kita bisa langsung mengetahui berapa pH (kekuatan asam / basa) dari suatu senyawa dengan membandingkan warna indikator yang terkena senyawa dengan warna standar. Biasanya range pH indikator universal adalah 1-14.

Asam : pH < 7

Netral : pH = 7

Basa : pH > 7

c. pH meter

pH larutan juga bisa diukur dengan pH meter. Alat digital ini memberikan nilai pH yang lebih akurat daripada indikator universal. Sebenarnya, beberapa senyawa di alam bisa digunakan sebagai indikator asam-basa, seperti kunyit, air bunga, dan sebagainya.

Berbagai Jenis asam

Rumus Asam	Nama Asam	Reaksi Ionisasi	Valensi Asam	Sisa Asam
Asam-asam Kuat HCl H₂SO₄ HNO₃ Asam-asam Lemah H₃PO₄ CH₃COOH H₂CO₃	Asam Klorida Asam Sulfat Asam Nitrat Asam Fosfat Asam Asetat Asam Karbonat	HCl H+ + Cl^- H₂SO₄ 2 H+ + SO₄^2- HNO₃ H+ + NO₃^- H₃PO₄ 3 H+ + PO₄^3- CH₃COOH H+ + CH₃COO^- H₂CO₃ 2 H+ + CO₃^2-	1 2 1 3 1 2	Cl^- SO₄^2- NO₃^- PO₄^3- CH₃COO^- CO₃^2-

Berbagai Jenis Basa

Rumus Basa	Nama Basa	Reaksi Ionisasi NaOH Na⁺ + OH^- KOH K⁺ + OH^- Mg(OH)₂ Mg²⁺ + OH^- NH4OH NH₄⁺ + OH^-	Valensi Basa
Basa Kuat NaOH KOH Mg(OH)₂ Basa Lemah NH₄OH	Natrium Hidroksida Kalium Hidroksida Magnesium Hidroksida Amonium Hidroksida		1 1 2 1

Reaksi- reaksi Asam Basa

Reaksi- reaksi asam basa meliputi

a. Asam + Basa

b. Asam + Oksida Basa

c. Oksida Asam + Basa

d. Oksiada asam + Oksida Basa

e. Amonia + Asam

f. Logam dengan asam kuat encer

g. Reaksi logam dengan garam

a. Reaksi Asam dengan Basa

Asam bereaksi dengan basa membentuk garam dan air

ASAM + BASA GARAM + AIR

Contoh :

Asam klorida bereaksi dengan natrium hidroksida membentuk garam NaCl dan air.

HCl + NaOH NaCl + H₂O

b. Reaksi Oksida basa dengan Asam

OKSIDA ASAM + BASA GARAM + AIR

Contoh :

Reaksi kalsium oksida dengan asam klorida encer

CaO(s) + 2 HCl CaCl₂(aq) + H₂O (l)

c. Reaksi Oksida Asam dengan basa

OKSIDA ASAM + BASA GARAM + AIR

Contoh :

Reaksi karbon dioksida dengan air kapur membentuk endapan kalsium karbonat.

CO₂(g) + Ca(OH)₂ CaCO₃ + H₂O

d. Reaksi Oksida asam dan oksida basa

OKSIDA ASAM + OKSIDA BASA GARAM

Contoh

Karbon dioksida bereaksi dengan kalsium oksida membentuk kalsium karbonat

CO_2(g) + CaO_(s) CaCO_{3 (s)}

e. Reaksi Amonia dengan Asam

NH₃ + ASAM GARAM AMONIUM

Contoh

Reaksi NH3 dengan asam klorida

NH₃ _(g) + HCl _(aq) NH₄Cl_(aq)

f. Reaksi logam dengan asam kuat encer

Logam + Asam kuat encer Garam + Gas H₂

Contoh :

Reaksi zink dengan asam klorida encer

Zn(s) + 2HCl (aq) ZnCl₂ (aq) + H₂ (g)[1]

g. Reaksi logam dengan garam

Logam yang lebih reaktif dapat mendesak logam yang kurang reaktif dari larutan garamnya.

Contoh :

Reaksi logam zink dengan larutan tembaga (II) sulfat

Zn(s) + Cu²⁺ (aq) Zn²⁺(aq) + Cu (s)

Soal Latihan

Tuliskan persamaan reaksi dari reaksi berikut ini

1. Larutan kalsium hidroksida + larutan asam klorida

2. Magnesium hidroksida padat + larutan asam nitrat

3. Aluminium hidroksida padat + larutan asam klorida

4. Tembaga (II) oksida padat + larutan asam klorida

5. Gas karbon dioksida + larutan natrium hidroksida

6. Difosfor penta oksida padat + larutan kalium hidrksida

7. Gas ammonia + larutan asam nitrat

8. Larutan natrium karbonat + larutan asam sulfat

9. Zink sulfide padat + larutan asam klorida encer

10. Larutan perak nitrat + larutan kalsium klorida

11. Larutan kalsium sulfat + larutan natrium karbonat

12. Larutan magnesium klorida + larutan natrium hidroksida

13. Larutan barium klorida + larutan natrium fosfat

14. Aluminium + larutan asam sulfat

15. Aluminium + Larutan tembaga (II) sulfat

B. KONSEP REAKSI REDUKSI DAN OKSIDASI

Reaksi Reduksi Dan Oksidasi

Reaksi reduksi adalah reaksi penangkapan elektron atau reaksi terjadinya penurunan bilangan oksidasi. Sedangkan reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron atau reaksi terjadinya kenaikan bilangan oksidasi. Jadi, reaksi redoks adalah (reduksi dan oksidasi) adalah reaksi penerimaan dan pelepasan elektron atau reaksi terjadinya penurunan dan kenaikan bilangan oksidasi.

Pentingnya reaksi oksidasi-reduksi dikenali sejak awal kimia. Dalam oksidasi-reduksi, suatu entitas diambil atau diberikan dari dua zat yang bereaksi. Situasinya mirip dengan reaksi asam basa. Singkatnya, reaksi oksidasi-reduksi dan asam basa merupakan pasangan sistem dalam kimia. Reaksi oksidasi reduksi dan asam basa memiliki nasib yang sama, dalam hal keduanya digunakan dalam banyak praktek kimia sebelum reaksi ini dipahami. Konsep penting secara perlahan dikembangkan: misalnya, bilangan oksidasi, oksidan (bahan pengoksidasi), reduktan (bahan pereduksi), dan gaya gerak listrik, persamaan Nernst, hukum Faraday tentang induksi elektromegnet dan elektrolisis.

Perbedaan oksidasi reduksi

Klasik

Oksidasi: reaksi antara suatu zat dengan oksigen

Reduksi : reaksi antara suatu zat dengan hydrogen

Modern

Oksidasi

- Kenaikan Bilangan Oksidasi

- Pelepasan Elektron

Reduksi

- Penurunan Bilangan Oksidasi

- Penangkapan Elektron

Oksidator

- Mengalami Reduksi

- Mengalami Penurunan Bilangan Oksidasi

- Mampu mengoksidasi

- Dapat menangkap electron

Reduktor

- Mengalami oksidasi

- Mengalami kenaikan Bilangan Oksidasi

- Mampu mereduksi

- Dapat memberikan electron

Auto Redoks

● Reaksi redoks di mana sebuah zat mengalami reduksi sekaligus oksidasi

Bilangan Oksidasi

Pengertian Bilangan Oksidasi :

Muatan listrik yang seakan-akan dimiliki oleh unsur dalam suatu senyawa atau ion.

Harga bilangan oksidasi

1. Unsur bebas bilangan Oksidasi = 0

2. Oksigen

Dalam Senyawa Bilangan Oksidasi = -2

Kecuali :

a. Dalam peroksida, Bilangan Oksidasi = -1

b. Dalam superoksida, Bilangan Oksida = -1/2

c. Dalam OF2, Bilangan Oksidasi = +2

3. Hidrogen dalam senyawa, Bilangan Oksidasi = +1, kecuali dalam hibrida = -1

4. Unsur-unsur Golongan IA dalam senyawa, Bilangan Oksidasi = +1

5. Unsur-unsur Golongan IIA dalam senyawa, Bilangan Oksidasi = +2

6. Bilangan Oksidasi molekul = 0

7. Bilangan Oksidasi ion = muatan ion

8. Unsur halogen :

F : 0, -1

Cl : 0, -1, +1, +3, +5, +7

Br : 0, -1, +1, +5, +7

I : 0, -1, +1, +5, +7

Contoh soal :

1. Manakah yang termasuk reaksi redoks?

a. NaOH + HCl NaCl + H₂O

b. Ag⁺ (aq) + Cl^-( aq) AgCl(s)

c. CaCO₃ CaO + CO₂

d. CuO + CO Cu + CO₂

e. O₂ + O O₃

Jawab : d

Perhatikan atom Cu dari biloks +2 (pada CuO) berubah menjadi 0 (pada Cu). Jika satu atom mengalami perubahan, termasuk redoks karena pasti akan diikuti oleh perubahan lainnya.

2. Manakah reaksi berikut yang bukan termasuk reaksi redoks?

a. Zn + 2H₂SO₄ ZnSO₄ + H₂

b. 2CrO₄ ^2- + 2H⁺ Cr₂O₇ ^2- + H₂O

c. Cu²⁺+ Ni Cu + Ni²⁺

d. C₃H₈ + 5O₂ 3CO₂ + 4H₂O

e. Cl₂ + 2KOH KCl + KClO + H₂O

Jawab :

Perhatikan pilihan semua jawaban. semuanya ada atom (biloks 0) membentuk senyawanya. Berarti biloks ada yang positif ada yang negatif. Dari 0 ke positif atau negatif ada perubahan dan ini berarti reaksi redoks. Sedangkan pilihan b biloks pada Cr₂O₄ ^2- sebesar +6 dan pada Cr₂O₇ ^2- sebesar +6 jadi tidak ada perubahan biloks

Dasar : reaksi redoks (reduksi oksidasi) Contoh: Dalam reaksi Fe dan Cu⁺², Fe mengalami kenaikan bilangan oksidasi (oksidasi); Cu⁺² mengalami penurunan bilangan oksidasi (reduksi)

Oksidator dan Reduktor

Oksidator adalah zat pengoksidasi, tetapi mengalami reduksi.

Reduktor adalah zat pereduksi, tetapi mengalami oksidasi.

Contoh-contoh :

oksidasi

Oksidator : O₂

_{+4
-2 0 +6
-2}Reduktor : SO₂

1. 2 SO₂ + O₂ 2 SO₃

Reduksi

Oksidasi

_{0 +1 -1 +2 -1 0}Oksidator : HCl

2. Mg + 2 HCl MgCl₂ + H₂Reduktor : Mg

Reduksi

Oksidasi

_{+2
-1 0 +3 -1}Oksidator : Cl₂

3. FeCl₂ + Cl₂ FeCl₃Reduktor : FeCl₂

Reduksi

Oksidasi

_{+2
-2 -3 +1 0 0 +1 -2}Oksidator : CuO

4. CuO + NH₃ Cu + N₂ + H₂O Reduktor : NH₃

Reduksi

Oksidasi

_{+3 -2
+2 -2 0 +4 -2}

5. Fe₂O₃ + CO 2 Fe + 3 CO₂Oksidator : Fe₂O₃

Reduktor : CO

Reduksi

Soal Latihan

1. Tentukan bilangan oksidasi masng-masing atom dalam unsure, senyawa atau ion berikut :

a. Fe

b. SO₂

c. HNO₃

d. C

e. CaCO₃

f. H₂

g. NO^3-

h. KMnO₄

i. NaHSO₄

j. Zn²⁺

2. Tentukan oksidator dan reduktor dari reaksi redoks berikut :

a. NiO + CO Ni + CO₂

b. 2SO₂ + O₂ 2SO₃

c. P₄ + O₂ 2P₂O₅

d. Mg + 2 HCl MgCl₂ + H₂

e. 3CuO + 2NH₃ 3Cu + N₂ + 3 H₂O

KEGIATAN BELAJAR 2

Standar kompetensi : Memahami konsep larutan elektrolit dan elektrokimia

Kompetensi Dasar

A. Larutan Elektrolit dan non Elektrolit

B. Satuan –satuan Konsentrasi

C. Konsep reaksi Redoks dalam Elektrokimia

A. LARUTAN ELEKTROLIT DAN LARUTAN NON ELEKTROLIT

Larutan elektrolit

Berdasarkan kemampuan menghantarkan arus listrik (didasarkan pada daya ionisasi), larutan dibagi menjadi dua, yaitu larutan elektrolit, yang terdiri dari elektrolit kuat dan elektrolit lemah serta larutan non elektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik.

1 Larutan Elektrolit Kuat

Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang mempunyai daya hantar arus listrik, karena zat terlarut yang berada didalam pelarut (biasanya air), seluruhnya dapat berubah menjadi ion-ion dengan harga derajat ionisasi adalah satu (α = 1). Yang tergolong elektrolit

kuat adalah :

● Asam kuat, antara lain: HCl, HClO₃, HClO₄, H₂SO₄, HNO₃ dan lainlain.

● Basa kuat, yaitu basa-basa golongan alkali dan alkali tanah, antara lain : NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂, Ba(OH)₂ dan lain-lain.

● Garam-garam yang mempunyai kelarutan tinggi, antara lain : NaCl, KCl, KI, Al₂(SO₄)₃ dan lain-lain.

2 Larutan Elektrolit Lemah

Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang mampu menghantarkan arus listrik dengan daya yang lemah, dengan harga derajat ionisasi lebih dari nol tetapi kurang dari satu (0 < α < 1). Yang tergolong elektrolit lemah adalah:

􀁸 Asam lemah, antara lain: CH₃COOH, HCN, H₂CO₃, H₂S dan lainlain.

􀁸 Basa lemah, antara lain: NH₄OH, Ni(OH)₂dan lain-lain.

􀁸 Garam-garam yang sukar larut, antara lain: AgCl, CaCrO_4, PbI₂ dan lain-lain.

5.2.3 Larutan non-Elektrolit

Larutan non-elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik, hal ini disebabkan karena larutan tidak dapat menghasilkan ion-ion (tidak mengion). Yang termasuk dalam larutan non elektrolit antara lain :

● Larutan urea

● Larutan sukrosa

● Larutan glukosa

● Larutan alkohol dan lain-lain

B. SATUAN PENGUKURAN KONSENTRASI LARUTAN

Konsentrasi Larutan

Konsetrasi larutan merupakan cara untuk menyatakan hubungan kuantitatif antara zat terlarut dan pelarut.

o Konsentrasi : jumlah zat tiap satuan volum (besaran intensif)

o Larutan encer : jumlah zat terlarut sangat sedikit

o Larutan pekat : jumlah zat terlarut sangat banyak

o Cara menyatakan konsentrasi: molar, molal, persen, fraksi mol, bagian per sejuta (ppm), dll

1. Molaritas (M)

Molaritas adalah jumlah mol zat terlarut dalam satu liter larutan.

M = Mol zat terlarut

Liter larutan

Contoh :

Berapakah molaritas 0.4 gram NaOH (Mr = 40) dalam 250 mL larutan ?

Jawab :

M = mol/ L

= ( 0,4/40 ) / 0,25

= 0,2

2 Fraksi Mol (X)

Fraksi mol adalah perbandingan antara jumlah mol suatu komponen dengan jumlah total seluruh komponen dalam larutan. Fraksi mol total selalu satu. Konsentrasi dalam bentuk ini tidak mempunyai satuan karena merupakan perbandingan.

Contoh :

suatu larutan terdiri dari 2 mol zat A, 3 mol zat B, dan 5 mol zat C. Hitung fraksi mol masing-masing zat !

Jawab :

XA = 2 / (2+3+5) = 0.2

XB = 3 / (2+3+5) = 0.3

XC = 5 / (2+3+5) = 0.5

XA + XB + XC = 1

3 Persen Berat (% w/w)

Persen berat menyatakan jumlah gram berat zat terlarut dalam 100 gram larutan.

Contoh :

larutan gula 5%, berarti dalam 100 gram larutan gula terdapat :

● (5/100) x 100 gram gula = 5 gram gula

● (100 – 5) gram air = 95 gram air

3 Bagian per juta (part per million, ppm)

ppm = massa komponen larutan (g) per 1 juta g larutan

• untuk pelarut air : 1 ppm setara dengan 1 mg/liter

Stoikiometri Larutan

Pada stoikiometri larutan, di antara zat-zat yang terlibat reaksi, sebagian atau seluruhnya berada dalam bentuk larutan.

Soal-soal yang menyangkut bagian ini dapat diselesaikan dengan cara hitungan kimia sederhana yang menyangkut kuantitas antara suatu komponen dengan komponen lain dalam suatu reaksi.

Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah :

a) Menulis persamaan reaksi

b) Menyetarakan koefisien reaksi

c) Memahami bahwa perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol

Karena zat yang terlibat dalam reaksi berada dalam bentuk larutan,

maka mol larutan dapat dinyatakan sebagai:

n = V . M

keterangan:

n = jumlah mol

V = volume (liter)

M = molaritas larutan

Contoh :

1. Hitunglah volume larutan 0,05 M HCl yang diperlukan untuk melarutkan 2,4 gram logam magnesium (Ar = 24 g/mol).

Jawab :

Mg(s) + 2 HCl(aq) MgCl₂(aq) + H₂(g)

Mol Mg = Ar/g molg

= 24 /2,4

= 0,1 mol

Satu mol Mg setara dengan 2 mol HCl (lihat persamaan reaksi).

Mol HCl = 2 x mol Mg

= 2 x 0,1 mol

= 0,2 mol

Volume HCl = M/ n

= 0,05/0,2

= 4 L

2. Berapa konsentrasi larutan akhir yang dibuat dari larutan dengan konsentrasi 5 Molar sebanyak 10 mL dan diencerkan sampai dengan volume 100 mL.

Jawab :

V1 . M1 = V2 . M2

10. 5 = 100. M2

= 0,5M

3. Berapa konsentrasi larutan NaCl akhir yang dibuat dengan melarutkan dua larutan NaCl, yaitu 200 mL NaCl 2M dan 200 mL NaCl 4M.

Jawab :

M = (V1 . M1 + V2 . M2)

(V1 + V2 )

M = ( 200. 2 + 200.4) : (200 + 200)

M = 3

C. REDOKS DALAM ELEKTROKIMIA

Elektrokimia : Hubungan Reaksi kimia dengan daya gerak listrik (aliran elektron)

• Reaksi kimia menghasilkan daya gerak listrik (sel galvani)

• Daya gerak listrik menghasilkan reaksi kimia (sel elektrolisa)

Sel elektrokimia : sistem yang terdiri dari elektroda yang tercelup pada larutan elektrolit.

Sel elektrokimia terdiri atas sel volta/ sel galvanic dan sel elektrolisis

Sel Elektrokimia

1. Sel Volta/Galvani

a. Prinsip-prinsip sel volta atau sel galvani :

Gerakan elektron dalam sirkuit eksternal akibat adanya reaksi redoks.

Aturan sel Volta:

- Terjadi perubahan : energi kimia menjadi energi listrik

- Pada anoda, elektron adalah produk dari reaksi oksidasi; anoda kutub negatif

- Pada katoda, elektron adalah reaktan dari reaksi reduksi; katoda = kutub positif

● Elektron mengalir dari anoda ke katoda

Contoh sel volta : Sel kering atau sel leclance dan sel aki

1. Sel Kering atau Sel Leclance

Sel ini sering dipakai untuk radio, tape, senter, mainan anak-anak, dll. Katodanya sebagai terminal positif terdiri atas karbon (dalam bentuk grafit) yang terlindungi oleh pasta karbon, MnO₂ dan NH₄Cl₂

Anodanya adalah lapisan luar yang terbuat dari seng dan muncul dibagian bawah baterai sebagai terminal negatif.

Elektrolit : Campuran berupa pasta : MnO₂ + NH₄Cl + sedikit air

Reaksi anoda adalah oksidasi dari seng

Zn(s) Zn²⁺ (aq) + 2e-

Reaksi katodanya berlangsung lebih rumit dan suatu campuran hasil akan terbentuk. Salah satu reaksi yang paling penting adalah :

2MnO₂(s) + 2NH₄ ⁺ (aq) + 2e- Mn₂O₃(s) + 2NH₃(aq) + H₂O

Amonia yang terjadi pada katoda akan bereaksi dengan Zn²⁺ yang dihasilkan pada anoda dan membentuk ion Zn(NH₃)₄ ²⁺.

2. Sel Aki

Katoda: PbO₂

Anoda : Pb

Elektrolit: Larutan H₂SO₄

Reaksinya adalah :

PbO₂(s) + 4H⁺ (aq) + SO₄ ^2- (aq) PbSO₄(s) + 2H₂O (katoda)

Pb (s) + SO₄ ^2- (aq) PbSO₄(s) + 2e- (anoda)

PbO₂(s) + Pb (s) + 4H⁺ aq) + 2SO₄^2-(aq) 2PbSO₄(s) + 2H₂O (total)

Pada saat selnya berfungsi, konsentrasi asam sulfat akan berkurang karena ia terlibat dalam reaksi tersebut.

Keuntungan dari baterai jenis ini adalah bahwa ia dapat diisi ulang (recharge) dengan memberinya tegangan dari sumber luar melalui proses elektrolisis, dengan reaksi :

2PbSO₄(s) + 2H₂O PbO₂(s) + Pb (s) + 4H⁺ (aq) + 2SO₄^2-(aq) (total)

Kerugian dari baterai jenis ini adalah, secara bentuk, ia terlalu berat dan lagi ia mengandung asam sulfat yang dapat saja tercecer ketika dipindah-pindahkan.

1. Sel Elektrolisis

Terjadi perubahan dari energi listrik menjadi energi kimia

Elektrolisa adalah reaksi non-spontan yang berjalan akibat adanya arus (aliran elektron) eksternal yang dihasilkan oleh suatu pembangkit listrik.

Pada sel elektrolisis, aliran listrik menyebabkan reduksi pada muatan negatif di katoda dan oksidasi pada muatan positif di anoda.

Contoh peristiwa elektrolisis yaitu pada penyepuhan logam, pemurnian logam dari kotorannya, pembuatan gas-gas.

Hukum Faraday

Banyaknya zat yang dihasilkan dari reaksi elektrolisis sebanding dengan banyaknya arus listrik yang dialirkan kedalam larutan.hal ini dapat dinyatakan dengan hukum faraday 1

W = e.i.t

W = massa zat yang dihasilkan

e = n/ Ar

i = arus dalam ampere

t = waktu dalam satuan detik

F = tetapan Farady,

1 F = 96500 C

i.t = Q = arus dalam satuan C

F = i.t

F = arus dalam satuan Faraday

Korosi

Korosi adalah peristiwa perusakan logam akibat terjadinya reaksi kimia dengan lingkungan yang menghasilkan produk yang tidak diinginkan. Lingkungan dapat berupa asam, basa, oksigen dari udara, oksigen didalam air atau zat kimia lain. Perkaratan besi adalah peristiwa elektrokimia sebagai berikut :

􀁸 Besi dioksidasi oleh H₂O atau ion hydrogen

Fe(s) Fe²⁺ (aq) + 2e- (oksidasi)

2 H⁺ (aq) 2 H(aq) ( reduksi )

􀁸 Atom-atom H bergabung menghasilkan H₂

2 H(aq) H₂(g)

􀁸 Atom-atom H bergabung dengan oksigen

2 H(aq) + ½ O₂(aq) H₂ O(l)

􀁸 Jika konsentrasi H+ cukup tinggi (pH rendah), maka reaksi

Fe + 2H⁺ aq) 2H(aq) + Fe²⁺(aq)

2 H(aq) H₂(g)

􀁸 Ion Fe²⁺ juga bereaksi dengan oksigen dan membentuk karat (coklat kemerah-merahan)) dengan menghasilkan ion H⁺ yang selanjutnya direduksi menjadi H₂

Reaksi totalnya

4 Fe²⁺(aq) + O₂(aq) + 4 H₂O(l) + 2x H₂ O(l) (2 Fe₂O3H₂O)x(s) + 8H+

Faktor yang berpengaruh terhadap korosi

1. Kelembaban udara

2. Elektrolit

3. Zat terlarut pembentuk asam (CO₂, SO₂)

4. Adanya O₂

Pencegahan korosi

1. Pemakaian logam alloy dengan cara

a. Pembentukan lapisan pelindung

b. Menaikkan tegangan elektrode

2. Pemakaian lapisan pelindung dengan cara :

a. Pengecatan

b. Pelapisan senyawa organik (pelumas)

c. Pelapisan dengan gelas

d. Pelapisan dengan logam

e. Dilapisi logam yang lebih mulia

f. Dilapisi logam yang lebih mudah teroksidasi

g. Menanam batang-batang logam yang lebih aktif dekat logam besi dan dihubungkan

h. Dicampur dengan logam lain

3. Elektrokimiawi dengan cara eliminasi perbedaan tegangan :

a. Menaikkan kemurnian logam

b. Mencegah kontak 2 logam

EVALUASI UNTUK AKHIR SEMESTER

Evaluasi 1 :

Kompetensi dasar : Larutan elektrolit dan Non elektrolit.

Larutan asam dan Larutan basa.

Satuan Pengukuran Konsentrasi

1. Sebanyak 0,5 mol NaOH dilarutkan sampai volumenya mencapai 500 mililiter. Molaritas larutan yang terbentuk adalah ... .

a. 0,001 M d. 1 M

b. 0,01 M e. 10 M

c. 0,1 M

2. Untuk membuat larutan NaOH 0,05 M, maka NaOH (Mr = 40) yang harus dilarutkan dalam 1 liter larutan adalah ... .

a. 20 gram d. 2 gram

b. 10 gram e. 1 gram

c. 5 gram

3. Larutan Na₂SO₄ 0,5 M sebanyak 500 mililiter, maka jumlah mol Na₂SO₄ adalah ... .

a. 25 mol d. 1 mol

b. 2,5 mol e. 0,1 mol

c. 0,25 mol

4. Sutu larutan bersifat elektrolit karena ... .

a. Konsentrasi larutan tinggi d. Dapat membentuk endapan tertentu

b. Dapat melarutkan beraneka macam zat e. Dapat mengalami ionisasi

c. Bersifat reaktif

5. Larutan berikut ini bersifat non elektrolit ... .

a. Larutan garam d. Air aki

b. Larutan gula e. Larutan cuka

c. Air jeruk

6. Pengujian nyala lampu terhadap larutan berikut ini memberikan nyala terang, kecuali ... .

a. Asam cuka d. HCl

b. NaOH e. NaCl

c. H₂SO₄

7. Manakah di antara pernyataan berikut ini yang kurang tepat tentang asam ... .

a. Mempunyai rasa masam d. Dapat menetralkan basa

b. Tergolong elektrolit kuat e. Mengubah kertas lakmus biru menjadi merah

c. Korosit

8. Zat-zat berikut ini dapat mengubah kertas lakmus biru menjadi merah, kecuali ... .

a. CH₃COOH d. NH₄OH

b. HCl e. H₃PO₄

c. H₂SO₄

9. Di antara asam-asam berikut :

1. Asam klorida (4) Asam nitrat

2. Asam karbonat (5) Asam sulfat

3. Asam asetat

Yang ketiga-tiganya merupakan asam kuat adalah ... .

a. Larutan garam d. Air aki

b. Larutan gula e. Larutan cuka

c. Air jeruk

10. Larutan berikut menghasilkan nyala terang pada uji nyala lampu, dan kertas lakmus berubah menjadi biru ... .

a. NaOH d. HNO₃

b. NH₄OH e. H₂SO₄

c. CH₃COOH

11. Elektrolit berikut yang tidak mengubah warna kertas lakmus adalah ... .

a. NaOH d. NH₄OH

b. NaCl e. C₂H₅OH

c. CH₃COOH

12. Reaksi ionisasi berikut yang tidak tepat adalah ... .

a. NaCl → Na⁺ + Cl^- d. CH₃ COOH CH₃COO^- + H⁺

b. CuSO₄ → Cu²⁺ + SO₄^2- e. NH₄OH NH₄⁺ + OH^-

c. Al(OH)₃ → Al⁺ + OH^-

13. Pengujian nyala lampu terhadap larutan berikut adalah nyala redup. Uji lakmus, mengubah lakmus merah menjadi biru. Larutan yang dimaksud adalah ... .

a. KOH d. NH₄OH

b. NaOH e. Mg(OH)₂

c. CH₃COOH

14. Berapakah pH larutan yang dibuat dari 0,001 mol KOH dalam 10 liter air ... .

a. 10 d. 7

b. 12 e. 4

c. 11

15. pH dari 50 ml asam kuat H₂SO₄ 0,05 M adalah ... .

a. 1 d. 4

b. 2 e. 5

c. 3

16. pH larutan 0,05 mol H₂SO₄ dalam 10 liter air adalah ... .

a. 2 d. 11 + log 5

b. 3 – log 5 e. 12

a. 5

17. 0,8 gram NaOH (Mr = 40) dilarutkan sehingga volume larutan 200 mililiter, pH larutan adalah ...

a. 1 d. 10

b. 2 e. 13

c. 8

18. pH suatu asam lemah HA 0,1 M, jika Ka = 1,96 x 10^-3 adalah ... .

a. 2 – log 1,4 d. 10 + log 1,4

b. 4 – log 1,4 e. 12 + log 1,4

c. 4 – log 1,96

19. pH basa lemah 0,1 M jika Kb = 10^-5 adalah ... .

a. 3 d. 11

b. 4 e. 12

c. 6

20. pH suatu basa lemah 0,2 M jika α = 0,01 adalah ... .

a. 3 d. 11

b. 3 – log 2 e. 11 + log 2

c. 6

Evaluasi 2

Kompetensi Dasar : Redoks dalam elektrokimia

1. Dari pernyataan berikut :

1. Energi kimia diubah menjadi energi listrik

2. Energi listrik diubah menjadi eneegi kimia

3. Batu baterai

4. Accumulator

5. Penyepuhan logam

Pernyataan yang berkaiatan dengan sel volta dan penerapannya adalah ... .

a. (1), (3), (4) d. (2), (4), (5)

b. (2), (3), (4) e. (3), (4), (5)

c. (1), (4), (5)

2. Zat yang digunakan sebagai anoda pada batu baterai/sel kering adalah ... .

a. Grafit/karbon d. MnO₂

b. Seng e. Pb

c. ZnCl₂

3. Pernyataan yang tidak benar mengenai accumulator adalah ... .

a. Pb bertindak sebagai anoda d. Dapat diberi muatan kembali

b. PbO₂ bertindak sebagai katoda e. Potensial sel 1,5 volt

c. Sebagai elektrolit H₂SO₄ 30%

4. Reaksi berikut ini berlangsung pada batu baterai, kecuali ... .

a. Reaksi pada anoda : Zn → Zn²⁺ + 2e^-

b. Pada katoda terjadi oksidasi terhadap grafit/karbon

c. 2MnO₂ + 2NH₄⁺ + 2e^- → Mn₂O₃ + 2NH₃ + H₂O

d. Terbentuk kompleks Zn(NH₃)₄⁺ yang larut dalam air

e. Seng teroksidasi menjadi ion seng

5. Di antara logam-logam Mg, Al, Fe dan Cu yang meupakan reduktor terkuat adalah ... .

a. Mg d. Cu

b. Al e. Buka di antara logam-logam di atas

c. Fe

6. Di antara logam-logam dalam deret volta berikut yang paling mudah mengalami reduksi adalah ... .

a. K d. Cu

b. Mg e. Au

c. Al

7. Diketahui potensial sel untuk reaksi reduksi sebagai berikut :

Cd²⁺ + 2e^- → Cd E⁰ = -0,40 volt

Hg²⁺ + 2e^- → Hg E⁰ = +0,62 volt

Al³⁺ + 3e^- → Al E⁰ = -1,66 volt

Urutan meningkatnya sifat reduktor dari logam di atas adalah ... .

a. Hg, Cd, Al d. Cd, Hg, Al

b. Al, Hg, Cd e. Al, Cd, Hg

c. Hg, Al, Cd

8. Sel volta terdiri atas elektroda Zn|Zn²⁺, E⁰ = -0,76 volt dan Cu²⁺|Cu, E⁰ = +0,34 volt. Pernyataan yang tidak benar untuk sel tersebut adalah ... .

a. Zn sebagai anoda d. Terjadi reaksi sel Zn²⁺ + Cu → Zn + Cu²⁺

b. Cu sebagai katoda e. E_sel = +1,1 volt

c. Elektrolitnya larutan ZnSO₄ dan CuSO₄

9. Diketahui : Mg²⁺ + 2e^- → Mg E⁰ = -2,37 volt

Ni²⁺ + 2e^- → Ni E⁰ = -0,25 volt

Potensial sel yang ditimbulkan oleh reaksi Mg + NiCl₂ = Ni adalah ... .

a. -2,12 volt d. -2,62 volt

b. +2,12 volt e. +2,62 volt

c. +1,06 volt

10. Dengan menggunakan deret volta, reaksi di bawah ini yang tidak dapat berlangsung adalah ... .

a. Fe + Ni²⁺ → Ni + Fe²⁺ d. Mg + Fe²⁺ → Fe + Mg²⁺

b. Pb + Cu²⁺ → Cu + Pb²⁺ e. Zn + Mg²⁺ → Mg + Zn²⁺

c. Zn + Cu²⁺ → Cu + Zn²⁺

11. Rumus kimia untuk karet besi adalah ... .

a. FeO d. Fe(OH)₂ x H₂O

b. Fe₃O₄ e. FeCl₃

c. Fe₂O₃ x H₂O

12. Faktor-faktor di bawah ini dapat mempercepat proses perkaratan, kecuali ... .

a. Udara lembab

b. Kandungan gas CO₂ dan SO₂

c. Logam tercampur dalam besi dengan E⁰ lebih besar

d. Sinar ultraviolet

e. Hujan asam

13. Cara yang paling tepat untuk melindungsi pipa besi yang terpendam dalam tanah adalah ... .

a. Pengecatan d. Perlindungan katodik

b. Melapis dengan logam nikel e. Proses oksidasi

c. Melapis dengan oli

14. Logam Zn digunakan untuk melapis besi karena ... .

a. E⁰ Zn lebih besar dari E⁰ Fe

b. Zn lebih sukar berkarat

c. Oksidasi melindungi besi dari proses korosi lebih lanjut

d. Zn kurang reaktif dibanding besi

e. Zn logam yang lebih mulia dibanding besi

15. Logam yang digunakan untuk melapis besi dalam proses pengelengan adalah ... .

a. Al d. Sn

b. Zn e. Ni

c. Mg

16. Logam berikut tidak dapat digunakan dalam proses perlindungan katodik ... .

a. Al d. Mn

b. Mg e. Cu

c. Zn

17. Prses di bawah ini yang bukan peristiwa elektrolis adalah ... .

a. Pembuatan NaOH dari NaCl d. Peruraian air menjadi unsur-unsurnya

b. Pengendapan tembaga dari larutan CUSO₄ e. Reaksi redoks dalam batu baterai

c. Penyepuhan perak dengan emas

18. Dalam sel elektrokimia, pada kutub anoda terjadi reksi ... .

a. Ionisasi d. Pengendapan

b. oksidasi e. Netralisasi

c. Reduksi

19. Hasil elektrolisis larutan NaCl dengan elektroda platina, pada kutub anoda adalah ... .

a. Gas Hidrogen d. Ion natrium

b. Gas Oksigen e. Ion klorida

c. Gas klor

20. Elektrolit di bawah ini yang tidak menhasilkan endapan logam pada katoda, jika dielektrolisis dengan elektroda karbon adalah ... .

a. Larutan SnCl₂ d. Larutan AlCl₃

b. Larutan AgNO₃ e. Larutan CuCl₂

c. Larutan NiSO₄

21. Pada proses pelapisan tembaga dengan emas, pernyataan berikut yang tidak tepat untuk proses tersebut adalah ... .

a. Katoda tembaga d. Pada katoda terbentuk endapan tembaga

b. Anoda emas e. Pada anoda terjadi reaksi

c. Alektrolit AuCl₃ Au_(s) → Au³⁺_(aq) + 3e^-

22. larutan AgNo₃ dielektrolisis dengan arus listrik sebesar 0,5 faraday. Massa yang diendapkan di katoda sebesar ... .

diketahui : Ar Ag = 108

a. 108 gram d. 5,4 gram

b. 54 gram e. 2,7 gram

c. 10,8 gram

23. Pada elektrolisis leburan ZnCl₂ dengan elektroda karbon, pada katoda diperoleh 13 gram endapan Zn (Ar Zn = 65). Besarnya energi listrik yang diperlukan adalah ... .

a. 0,2 faraday d. 2,0 faraday

b. 0,4 faraday e. 4,0 faraday

c. 0,8 faraday

24. Untuk mengendapkan semua tembaga (Ar Cu = 64) dari 100 ml larutan CuSO₄ 1 M dengan arus 5 ampere diperlukan waktu sebanyak ... .

a. 965 detik d. 5790 detik

b. 1930 detik e. 9650 detik

c. 3860 detik

Anonymous:

MM,

DUNIA OTOMOTIF

Sabtu, 06 Juli 2013

Moduk Kimia SMK TSM Kelas XII

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Place