(kd 3.3)lampiran prota elektrokimia (rahika) new
Post on 24-Oct-2015
208 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Kompetensi Dasar :
3.3 Mengevaluasi gejala atau proses yang terjadi dalam contoh sel elektrokimia (sel volta dan sel elektrolisis) yang digunakan dalam
kehidupan.
Materi :
A. Penggunaan Sel Volta dalam Kehidupan
1. Sel Aki
2. Sel Kering (Baterai)
3. Baterai Alkali
4. Baterai Perak Oksida
5. Baterai Litium
6. Baterai Nikel – Kadmium (Ni-Cd)
B. Penggunaan Elektrolisis dalam Kehidupan
1. Penyepuhan Logam (Electroplating)
2. Pemurnian Logam (Refining)
3. Pembuatan Senyawa Kimia
Alokasi waktu : 2JP/ 2 × 45 menit
Page 1
Kegiatan Pembelajaran :
Tahapan
KegiatanLangkah-langkah Waktu
Kegiatan Awal Fase 1 Guru mengucapkan salam dan membuka pelajaran
Guru memeriksa kehadiran siswa
Guru menyampaikan tujuan pembelajaran
Memotivasi siswa, memberikan pertanyaan kepada siswa terkait dengan topik
yang dipelajari
‘’ Apa saja contoh dari sel volta dan sel elektrolisis dalam kehidupan? ‘’
10 menit
Kegitan Inti Fase 2 Guru menjelaskan tentang prinsip kerja sel Volta yang banyak digunakan dalam
kehidupan (baterai, aki dll).
Guru membagi siswa menjadi kelompok-kelompok belajar (setiap kelompok 3-4
orang)
Siswa melakukan diskusi dari pertanyaan-pertanyaan yang sudah diberikan guru
10 menit
Fase 3 Guru membimbing siswa melakukan diskusi dalam kelompok
Memastikan siswa mengerjakannya secara berkelompok
20 menit
Fase 4 Mengembangkan dan menyajikan hasil diskusi
Masing-masing kelompok secara bergantian memaparkan hasil diskusi
Diskusi kelas untuk menyamakan persepsi
Guru mempersilahkan siswa bertanya jika masih ada pokok bahasan yang belum
30 menit
Page 2
dimengerti
Fase 5 Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang telah tampil menyajikan
hasil kerjanya serta siswa-siswa yang aktif selama berdiskusi.
5 menit
Kegiatan Akhir Guru bersama siswa membuat kesimpulan dari hasil diskusi
Guru meminta siswa untuk mengungkapkan pendapatnya tentang jalannya diskusi
selama pembelajaran berlangsung.
10 menit
Page 3
LEMBAR KERJA SISWA
Materi
A. PENGGUNAAN SEL VOLTA DALAM KEHIDUPAN
1. SEL AKI
Baterai yang biasa digunakan pada mobil adalah aki. Baterai ini biasanya
menghasilkan 6 atau 12 volt, tergantung pada jumlah sel yang digabungkan.
Bagian dalam baterai terdiri dari sejumlah sel galvanik yang dihubungkan seri
satu sama lain.
Untuk meningkatkan arus yang dihasilkan maka setiap sel tunggal
mempunyai satu anoda Pb dan satu katoda PbO2 yang dihubungkan satu
sama lain. Elektroda dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat encer
(biasanya 30% berat dan sel diisi penuh).
Bila aki beroperasi maka reaksi yang terjadi adalah,
Page 4
Anoda : Pb(s) + SO42-
(aq) → PbSO4(s) + 2e
Katoda : PbO2(s) + 4H+(aq) + SO4
2-(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Pb(s) + PbO2(s) + 4H+(aq) + 2SO4
2-(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l)
2. Sel kering (Baterai)
Sel kering banyak digunakan pada alat-alat elektronika, contoh lampu
senter. Sel ini merupakan sel volta primer. Sel kering ditemukan oleh
Leclanche, sehingga sering disebut sel Leclanche. Pada sel Leclanche,
reaksi oksidasi terjadi pada zink dan reaksi reduksi terjadi pada karbon
yang inert. Elektrolitnya adalah pasta yang basah terdiri dari MnO2,
ZnCl2, NHCl dan karbon hitam. Disebut sel kering karena dalam sel tidak
terdapat cairan yang bebas.
Reaksi yang terjadi pada sel Leclanche dapat ditulis seperti berikut.
3. Baterai Alkali
Page 5
Anoda : Zn(s) + 2OH¯(aq) → Zn(OH)2(s) + 2 e¯
Katoda : 2 MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e¯→ 2MnO(OH)(s) + 2OH¯(aq)
: Zn(s) + 2MnO2(s) + 2H2O(l) → Zn(OH)2(s) + 2MnO(OH)(s)
Dinamakan baterai alkalin karena elektrolitnya bersifat alkali atau basa,
bukan asam. Anoda : elektroda, bisa berupa logam maupun penghantar
listrik lain, pada sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik
mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah
pergerakan elektron. Pada proses elektrokimia, baik sel galvanik (baterai)
maupun sel elektrolisis, anoda mengalami oksidasi.
Katoda: Kebalikan dari anoda, katoda adalah elektroda dalam sel elaktrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik
mengalir keluar darinya. Pada baterai biasa (Baterai Karbon-Seng), yang menjadi katoda adalah seng, yang juga
menjadi pembungkus baterai. Sedangkan, pada baterai alkalin, yang menjadi katoda adalah mangan dioksida
(MnO2).
Reaksi selnya adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : 2 NH4+(aq)+ 2 MnO2(s)+ 2 e- ——> Mn2O3(s)+ 2 NH3(aq)+ H2O(l)
Anoda (-) : Zn(s) ——> Zn2+(aq) + 2 e-
Reaksi Sel : 2 NH4+(aq) + 2 MnO2(s) + Zn(s) ——> Mn2O3(s) + 2 NH3(aq) + H2O(l) + Zn2+(aq)
4. Baterai Perak Oksida
Baterai perak oksida juga kecil dan ringan. Baterai ini digunakan pada jam
tangan, kamera, dan kalkulator. Umumnya panjang karena arus yang
dikeluarkan cukup kecil potensi sel dari baterai sekitar 1,5 V dan dapat
Page 6
bertahan secra konstan selama pemakaian. sel dari baterai perak oksida terdiri dari anoda Zn dan katoda Ag2O
dengan elektrolit KOH. Reaksi redoks terjadi :
Anoda : Zn(s) + 2OH-(aq) → Zn(OH)2(s) + 2e-
katoda : Ag2O(s) + H2O(l) + 2e- → 2Ag(s) + 2OH-(aq)
Sel : Zn(s) + Ag2O(s) + H2O(l) → Zn(OH)2(s) + 2Ag(s)
5. Baterai Litium
Baterai ion litium adalah baterai yang memiliki anode berupa ion
litium. Karena menggunakan ion litium dan bukan logam litium, maka
reaksi yang terjadi bukanlah reaksi redoks, melainkan hanya pergerakan
ion litium melalui elektrolit dari satu elektrode ke elektrode lain. Baterai ini
bekerja dengan prinsip interkalasi, yaitu pergerakan ion litium pada daerah
Page 7
antar lapisan atom dalam kristal tertentu.Pergerakan ion ini terjadi diantara dua elektrode, yaitu grafit dan
LiCoO2. Larutan LiPF6 digunakan sebagai elektrolit dalam baterai ini.
6. Baterai Ni-Cd
Baterai nikel-kadmium (baterai nikad) adalah baterai primer kering yang dapat diisi ulang. Baterai ini terdiri dari
logam kadmium sebagai anodenya dan nikel (IV) oksida (NiO2) sebagai katodenya. Untuk elektrolitnya,
digunakan larutan hidroksida (OH-) yang berupa pasta. Baterai nikad ini memiliki potensial 1,2 volt. Baterai ini
termasuk di dalam kategori baterai sekunder karena dapat diisi ulang. Hal ini disebabkan karena hasil reaksinya
berupa zat padat yang menempel pada setiap elektrodenya.
Reaksi pada baterai nikad adalah :
Anode : Cd(s) + 2OH-(aq) → Cd(OH)2(s) + 2e
Katode : NiO2(s) + 2H2O + 2e → Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)
Reaksi Total : Cd(s) + NiO(aq) + 2H2O(l) → Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s)
Pemakaian baterai nikad semakin berkurang di masa sekarang. Hal ini disebabkan karena kadmium ialah logam
berat yang sangat beracun dan dapat mencemari lingkungan. Kadmium yang terakumulasi dalam tubuh
manusia sangat berpotensi untuk merusak ginjal, paru-paru, menyebabkan kerapuhan tulang, serta
menyebabkan adanya gangguan pada organ reproduksi, seperti uap logam kadmium yang dapat menyebabkan
impotensi serta membunuh sel sperma pada laki-laki.
Page 8
B. PENGGUNAAN ELEKTROLISIS DALAM KEHIDUPAN
1. Pemurnian Logam
Anoda yang dipakai adalah logam tak murni (kotor). Pengotor akan terlepas selama proses elektrolisis ketika
logam bergerak dari anoda ke katoda. Selama proses ini, katoda mengandung dekomposisi logam murni dari
larutan yang berisi ion logam. Sebagai contoh, tembaga dimurnikan melalui elektrolisis yang membutuhkan
konduktivitas listrik yang tinggi. Pada proses ini, katoda adalah tembaga murni, sedangkan anoda adalah
tembaga kotor. Ion Cu2+ dari anoda bergerak melalui larutan tembaga (II) sulfat menuju katoda dan berubah
menjadi padatan tembaga. Selama proses berlangsung, pengotor akan mengendap di dasar tangki. Hasil
samping berupa pengotor disebut sebagai lumpur anoda.
2. Pembuatan Bahan Kimia
Pembuatan Beberapa Bahan Kimia. Beberapa bahan kimia seperti logam alkali dan alkali tanah aluminium, gas
hidrogen,gas oksigen, gas klorin, dan natrium hidroksida dibuat secara elektrolisis. Contoh:Pembuatan logam
natrium dengan mengelektrolisis lelehan NaCl yang dicampurdengan CaCl2.
3. Penyepuhan Logam.
Suatu produk dari logam agar terlindungi dari korosi (perkaratan) dan terlihat lebih menarik seringkali dilapisi
dengan lapisan tipis logam lain yang lebih tahan korosidan mengkilat. Salah satu cara melapisi atau menyepuh
adalah dengan elektrolisis. Benda yang akan dilapisi dipasang sebagai katoda dan potongan logam penyepuh
dipasang sebagai anoda yang dibenamkan dalam larutan garam dari logam penyepuh dan dihubungkan dengan
Page 9
sumber arus searah.Contoh: untuk melapisi sendok garpu yang terbuat dari baja dengan perak, maka garpu
dipasang sebagai katoda dan logam perak dipasang sebagai anoda, dengan elektrolit larutan.
UJI PEMAHAMAN
1) Tulislah reaksi pengosongan dan pengisisan aki.
Jawab :
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
2) Bahaslah kegunaan dan contoh-contoh sel volta yang digunakan dalam kehidupan.
Jawab :
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Page 10
3) Bahaslah tentang penggunaan elektrolisis dalam kehidupan.
Jawab :
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
4) Tembaga biasanya mengandung perak, emas, besi, dan zink sebagai pengotor. Pemurnian tembaga dilakukan secara elektrolisis.
a. Gambarlah susunan elektrolisis untuk pemurnian tembaga
b. Jelaskan bagaimana pengotor-pengotor terpisahkan selama proses elektrolisis
Jawab :
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
5) Gambarlah diagram sel elektrolisis untuk penyepuhan besi dan perak. Tulis reaksi electrode serta reaksi selnya.
Jawab :
_________________________________________________________________________
Page 11
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
6) Mengapa baterai seng-karbon alkaline lebih tahan lama daripada baterai seng-karbon biasa?
Jawab :
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
7) Jelaskan bagaimana proses penyepuhan pada penggunaan elektrolisis dalam kehidupan disertai contohnya. Gambarkan skema
penyepuhan.
Jawab :
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Page 12
top related