I. Judul Percobaan: Redoks dan Sel ElektrokimiaII. Tanggal Percobaan: Rabu, 26 Maret 2014; 07:50 WIBIII. Selesai Percobaan: Rabu, 26 Maret 2014; 11.30 WIBIV. Tujuan: 1. Mengidentifikasi reaksi redoks berdasarkan perubahan warna yang diamati2. Menentukan daya gerak listrik (DGL) sel volta3. Menguji elektrolisis larutan KIV. Tinjauan Pustaka:Reaksi RedoksReaksi redoks merupakan reaksi kimia yang disertai perubahan bilangan oksidasi. Reaksi redoks ini terdiri dari setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi. Reaksi reduksi ialah reaksi yang disertai penurunan bilangan oksidasi, sedangakan reaksi oksidasi ialah reaksi yang disertai kenaikan bilangan oksidasi.Contoh :Reduksi : (bilangan oksidasi Cl dari 0 menjadi -1)Oksidasi : (bilangan oksidasi Na dari 0 menjadi +1)Perbedaan antara kedua reaksi tersebut dapat dilihat dalam tabel berikut. NoReaksi ReduksiReaksi Oksidasi

123

4Reaksi yang melepas oksigenReaksi yang mengikat elektronReaksi yang mengalami penurunan bilangan oksidasiBertindak sebagai oksidatorReaksi yang mengikat oksigenReaksi yang melepas elektronReaksi yang mengalami kenaikan bilangan oksidasiBertindak sebagai reduktor

Zat yang mengalami oksidasi disebut reduktor sedangkan zat yang mengalami reduksi disebut oksidator. Reaksi oksidasi dan reduksi (redoks) berjalan bersama-sama (serentak). Jadi, bila suatu zat teroksidasi, maka zat lainnya akan tereduksi.Reaksi autoredoks adalah reaksi redoks yang reduktor dan oksidatornya merupakan unsur-unsur yang sama. Jadi, sebagai zat yang mengalami reduksi dan sebagian lagi mengalami oksidasi. Reaksi ini disebut reaksi dispropersionasi. Dimana Oksidator (pengoksidasi) adalah zat yang mengalami reaksi reduksi, Sedangkan reduktor (pereduksi) merupakan zat yang mengalami reasi oksidasiSuatu reaksi redoks dikatakan setara bilamana hal-hal di bawah ini : Jumlah atom yang sejenis di ruas kiri sama dengan ruas kanan Jumlah muatan di ruas kiri sama dengan ruas kanan. Dalam sel eltrokimia, reaksi redoks spontan yang menghasilkan listrik. Pada reaksi redoks terjadi perpindahan aliran elektron. Reduktor melepaskan elektron ke oksidator sehingga adanya perpindahan elektron yang mengakibatkan adanya arus listrik.Persamaan reaksi redoks biasanya sangat kompleks, sehingga metode penyeteraan reaksi kimia biasa tidak dapat diterapkan dengan baik. Dengan demikian, para kimiawan mengembangkan dua metode untuk menyetarakan persamaan redoks. 1. Metode perubahan bilangan oksidasi, yang berdasarkan pada perubahan bilangan oksidasi yang terjadi selama reaksi. 2. Metode setengah reaksi (metode ion-elektron). Metode ini melibatkan dua buah reaksi paruh, yang kemudian digabungkan menjadi reaksi redoks keseluruhan.

Macam sel elektrokimia

Elektrokimia adalah salah satu dari cabang ilmu kimia yang mengkaji tentang perubahan bentuk energi listrik menjadi energi kimia dan sebaliknya. Proses elektrokimia melibatkan reaksi redoks. Proses transfer elektron akan menghasilkan sejumlah energi listrik. Aplikasi elektrokimia dapat diterapkan dalam dua jenis sel, yaitu sel volta dan sel elektrolisis.

1. Sel Galvani Atau Sel VoltaSel volta ditemukan oleh ahli kimia italia, Alessandro Giusepper Volta(1745 1827) dan Luigi Galvani (1737 1798). Dimana pada percobaannya memperlihatkan komponen penting dari sel galvani tersebut. Sebatang seng dicelupkan ke dalam larutan dan sebatang tembaga dicelupkan ke dalam larutan . Sel berkerja berdasarkan asas bahwa oksidasi Zn menjadi Zn2+ dan reduksi Cu2+ menjadi Cu. Batang seng dan batang tembaga dinamakan elektroda. Berdasarkan definisi, Anoda dalam sel galvani ialah elektroda tempat terjadinya oksidasi sedangkan katoda ialah elektroda tempat terjadinya reduksi. Sel Volta merubah energi kimia menjadi energi listrik.Elektroda Zn(Anoda) : Eletroda Cu (Katoda) : Untuk melengkapi rangkaian listriknya, kedua larutan harus dihubungkan oleh jembatan garam yang berisi larutan elektrolit inert seperti KCl atau agar kation dan anion dapat bergerang dari anoda ke katoda.Arus listrik mengalir dari anoda ke katoda karema ada selisih energi potensial listrik di antara kedua elektroda. Satuan yang digunakan untuk mengukur potensial listrik adalah volt, jadi potential sel disebut juga voltase sel. Notasi konvensional untuk menyatakan sel galvani ialah diagram sel. Jika diasumsikan bahwa konsentrasi ion Zn2+ dan ion Cu2+ masing-masing 1 M, maka digram selnya ialah atau notasi sel untuk contoh diagram sel yang telah diuraikan, sbb;Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cuanoda | ion dalam larutan || ion dalam larutan | katodatanda ( | ) menyatakan batas antarfasetanda ( || ) menyatakan jembatan garam

Dimana gatis tunggal menyatakan batas fasa, garis tegak ganda menyatakan jembatan garam. Berdasarkan konvensi, anoda di tulis terlebih dahulu di sebelah kiri garis ganda dan di ikuti secara berurut seiring dengan pergerakkannya (anoda ke katoda).Rangkaian sel volta terdiri atas elektrode Zn (logam Zn) yang dicelupkan ke dalam larutan ZnSO4 dan elektrode Cu (logam Cu) yang dicelupkan ke dalam larutan CuSO4. Kedua larutan itu dihubungkan dengan jembatan garam yang berbentuk huruf U yang diisi dengan garam NaCl atau KNO3 atau K2SO4 dalam agar-agar (gelatin). Sedangkan, kedua elektrode dihubungkan dengan alat petunjuk arus, yaitu voltmeter melalui kawat. Bila elektrode Zn dan Cu dihubungkan dengan sebuah kawat maka akan terjadi energi listrik (menghasilkan energi listrik). Untuk menjaga kenetralan listrik dari kedua larutan di atas maka kedua larutan tersebut dihubungkan dengan jembatan garam. Jembatan garam berfungsi melengkapi rangkaian menjadi sebuah rangkaian/sel yang tertutup karena listrik hanya dapat mengalir pada rangkaian tertutup. Jembatan garam menyebabkan elekton mengalir secara terus menerus melalui kawat.

Proses yang terjadi:1. Lempeng logam Zn dicelupkan dalam larutan ZnSO42.Lempeng logam Cu dicelupkan dalam larutan CuSO43.Logam Seng yang dicelupkan dalam larutan melarut ZnSO4 akan melepaskan elektron (lebih mudah teroksidasi).Reaksinya : Zn (s) Zn2+ (aq) + 2e4.Elektron mengalir melalui jembatan garam dan akan diambil oleh ion Cu2+ sehingga logam Cu akan mengendap.Reaksinya : Cu2+ (aq) + 2e Cu (s)5. Dengan perubahan Cu2+ menjadi Cu, maka dalam larutan CuSO4 terdapat kelebihan ion SO42-,sehingga ion-ion ini akan mengalir ke larutan ZnSO4 melalui jembatan garam, untuk mengimbangi Zn2+6. Reaksi berlangsung terus hingga salah satu pereaksi (Zn/Cu) habis.

Potensial selPotensial sel (Eosel) adalah potensial listrik yang dihasilkan oleh suatu sel volta. Besarnya potensial sel dari suatu reaksi redoks dalam sel volta dapat ditentukan melalui: Percobaan dengan menggunakan voltmeter atau potensiometer. Perhitungan berdasarkan data potensial elektroda unsur-unsur sesuai dengan reaksinya.Eosel = Eoreduksi-Eooksidasi

Potensial elektroda merupakan ukuran besarnya kecenderungan suatu unsur untuk melepas atau menyerap elektron. Untuk membandingkan kecenderungan oksidasi atau reduksi dari suatu elektroda pembanding yaitu elektroda hidrogen. Potensial yang dihasilkan oleh suatu elektroda yang dihubungkan dengan elektroda hidrogen disebut potensial elektroda.Ada dua kemungkinan: Jika potensial electrode bertanda (+) maka electrode lebih mudah mengalami reduksi Jika potensial electrode bertanda (-) maka electrode lebih mudah mengalami oksidasi.Harga potensial sel tergantung pada jenis elektroda, suhu, konsentrasi ion dalam larutan, dan jenis ion dalam larutan.

Unsur yang mempunyai E0 lebih kecil akan mengalami oksidasi dan berfungsi sebagai anoda. Syarat reaksi redoks berlangsung spontan, yaitu logam untuk anoda terletak sebelah kiri logam untuk katoda dalam deret volta.Deret Volta merupakan urutan logam-logam(ditambah hidrogen) berdasarkan kenaikan potensial elektroda standarnya.

Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Co Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au

- Bila Eo > 0 cenderung mengalami reduksi (bersifat oksidator)- Bila Eo < 0 cenderung mengalami oksidasi (bersifat reduktor)

Semakin ke kiri letak suatu logam dalam deret volta, maka logam tersebut semakin mudah teroksidasi. Sebaliknya, semakin ke kanan suatu logam dalam deret volta, maka logam tersebut semakin mudah tereduksi. Oleh karena itu, untuk melindungi suatu logam dari reaksi oksidasi (perkaratan) maka logam tersebut perlu dihubungkan dengan logam yang letaknya lebih kiri dari logam tersebut dalam deret volta atau disebut sebagai perlindungan katodik.

2. ElektrolisisElektrolisis ialah proses yang menggunakan energi listrik agar terjadi reaksi kimia. Elektrolisis adalah peristiwa penguraian zat elektrolit oleh arus listrik searah. Elektroda positif (+) yang disebut juga anoda sedangkan elektroda negative (-) disebut katoda.Elektrolisis adalah suatu proses dimana reaksi kimia terjadi pada elektroda yang tercelup dalam elektrolit. Ketika tegangan diberikan terhadap elektroda itu. Elektroda yang bermuatan positif disebut anoda dan elektroda yang bermuatan negarif disebut katoda. Elektroda seperti platina yang hanya mentransfer elektron dari larutan, disebut elektron inert. Elektroda reaktif adalah elektroda yang secara kimia memasuki reaksi elektroda selama elektrolisis, terjadilah reduksi pada katoda dan oksidasi pada anoda. (Dogra, 1998)Elektrolisis adalah peristiwa penguraian suatu elektrolit oleh suatu arus listrik. Jika dalam sel volta energi kimia diubah menjadi energi listrik, maka dalam sel elektrolisis yang terjadi adalah sebaliknya, yaitu energy listrik diubah menjadi energi kimia. Dengan mengalirkan arus listrik ke dalam suatu larutan atau leburan elektrolit, akan diperoleh reaksi redoks yang terjadi dalam sel elektrolisis. Faktor yang menentukan reaksi kimia elektrolisis antara lain konsentrasi (keaktifan) elektrolit yang berbeda, ada yang bersifat inert (tak aktif) dan elektroda tak inert. (Anshory, 1984)Dalam elektrolisis, sumber aliran listrik digunakan untuk mendesak elektron agar mengalir dalam arah yang berlawanan dengan aliran spontan. Hubungan antara jumlah energi listrik yang dikonsumsi dan perubahan kimia yang dihasilkan dalam elektrolisis merupakan salah satu persoalan penting yang dicarikan jawabannya oleh Michael Faraday. Hukum Faraday pertama tentang elektrolisis, menyatakan bahwa Jumlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan besarnya muatan listrik yang melewati suatu elektrolisis. Huku kedua tentang elektrolisis menyatakan bahwa, Sejumlah tertentu arus listrik menghasilkan jumlah ekivalen yang sama dari benda apa saja dalam suatu elektrolisis. (Petrucci, 1985)Sel elektrolisis terdiri atas sepasang elektroda yang dicelupkan dalam elektrolit (larutan atau leburan). Tujuan utama elektrolisis adalah untuk mengendapkan logam dan mengumpulkan gas dari larutan yang dielektrolisis. Untuk memahami reaksi kimia yang terjadi dalam sel elktrolisis,perhatikan susunan selelektrolisis berikut.Ilmuan Inggris, Michael Faraday, mengalirkan arus listrik kedalam larutan elektrolit dan ternyata dalam larutan tersebut terjadi reaksi kimia. Rangkaian alat yang menunjukkan terjadinya reaksi kimia akibat dialirkannya arus listrik tersebut dinamakan sel elektrolisis. pada sel elektrolisis, katode merupakan kutub negatif dan anode merupakan kutub positif. Pada Sel Elektrolisis, penentuan kutub positif dan negatif ini didasarkan pada potensial yang diberikan dari luar.Sel Elektrolisisadalah sel yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan reaksi redoks yang diinginkan dan digunakan secara luas di dalam masyarakat kita. Baterai aki yang dapat diisi ulang merupakan salah satu contoh aplikasi sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari. Baterai aki yang sedang diisi kembali (recharge) mengubah energi listrik yang diberikan menjadi produk berupa bahan kimia yang diinginkan. Air, H2O, dapat diuraikan dengan menggunakan listrik dalam sel elektrolisis. Proses ini akan mengurai air menjadi unsur-unsur pembentuknya. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2 H2O(l)> 2 H2(g)+ O2(g)Rangkaiansel elektrolisishampir menyerupaisel volta. Yang membedakansel elektrolisisdarisel voltaadalah padasel elektrolisis, komponenvoltmeterdiganti dengansumber arus (umumnya baterai). Larutan atau lelehan yang ingin dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah. Selanjutnya, elektroda dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis. Elektroda yang digunakan umumnya merupakan elektroda inert, seperti Grafit (C), Platina (Pt), dan Emas (Au). Reaksireduksiberlangsung di katoda, sedangkan reaksioksidasiberlangsung dianoda.Kutub negatif sumber arus mengarah pada katoda (sebab memerlukan elektron) dan kutub positif sumber arus tentunya mengarah pada anoda. Akibatnya,katodabermuatan negatif dan menarikkation-kationyang akantereduksimenjadi endapan logam. Sebaliknya,anodabermuatan positif dan menarikanion-anionyang akan teroksidasimenjadi gasAda dua tipe elektrolisis, yaitu elektrolisis lelehan (leburan) dan elektrolisis larutan. Pada proses elektrolisis lelehan, kation pasti tereduksi di katoda dan anion pasti teroksidasi di anoda.1. Reaksi elektrolisisa. Reaksi yang terjadi pada katode.Reaksi yang terjadi pada katode, dapat diketahui dengan memperhatikan jenis kation yang terdapat dalam larutan elektrolitnya (pelarut air), yaitu sebagai berikut.1) Jika kationnya K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, Be2+, dan Mn2+, maka reaksi yang berlangsung pada katode adalah sebagai berikut.2 H2O(l) + 2 e 2 OH(aq) + H2(g)Jika tidak terdapat air, maka semua kation mengalami.2) Jika kationnya H+ berasal dari suatu asam, maka reaksi yang berlangsung pada katode adalah sebagai berikut.2 H+(aq) + 2 e H2(g)3) Jika kationnya selain a dan b, maka akan terjadi reaksi reduksi (diendapkan pada katode) seperti berikut ini. Cu2+(s) + 2 e Cu(s)Ag+(s) + e Ag(s)Au3+(s) + 3 e Au(s)

b. Reaksi yang terjadi pada anodeJika anode terbuat dari zat inert, seperti Pt, Au, dan C, maka akan terjadi peristiwa-peristiwa seperti berikut ini.1) Jika anion yang menuju anode adalah OH dari suatu basa, maka OH akan teroksidasi. 4 OH(aq) 2 H2O(l) + O2(g) + 4 e 2) Jika anionnya Cl, Br, dan I, maka ion-ion tersebut akan teroksidasi.

VI. Alat dan BahanAlat: Gelas kimia 100 mL, 400 mL1 buah Tabung reaksi4 buah Rak tabung reaksi1 buah Tabung U1 buah Batang karbon (dari baterai)2 buah Voltmeter1 buah Baterai1 buah Tissue

Bahan: H2O2 30 % FeCl3 0,1 M HNO3 pekat Larutan kanji (Amilum) Larutan I2 FeSO4 jenuh KCNS 0,1 M H2SO4 pekat2 M KI0,25 M K2Cr2O7 0,1 M CuSO4 1 M ZnSO4 1 M KNO3/NaNO3 1 M NaCl Lempeng tembaga Lempeng Seng Indikator Phenolptalein CHCl3

VII. VIII. Alur KerjaIX. Hasil PengamatanX. Analisis DataXI. PembahasanXII. KesimpulanXIII. XIV. Pertanyaan dan jawaban1. Pada percobaan redoks tidak diperlukan sumber arus, sedangkan pada elektrolisis diperlukan arus mengapa demikian? Dan jelaskan apa sebenarnya fungsi arus tersebut !2. Apa yang dimaksud dengan jembatan garam, apa fungsinya dan jelaskan cara pembuatannnya dengan kertas tissue!

Jawab:1. Karena pada percobaan redoks yaitu sel Volta terjadi perubahan dari energi kimia menghasilkan energi listrik yang berlangsung secara spontan. Anoda(mengalami oksidasi) melepaskan elektron ke katoda(mengalami reduksi) sehingga adanya perpindahan elektron yang mengakibatkan adanya arus listrik. Arus listrik mengalir dari anoda ke katoda karema adanya selisih energi potensial listrik di antara kedua elektroda. Sedangkan Sel elektrolisis memerlukan baterai, karena pada elektrolisis untuk menghasilkan arus listrik searah sehingga mendorong terjadi reaksi kimia di dalam sel. Fungsi arus pada elektrolisis yaitu mengubah energi listrik menjadi energi kimia. Selain itu arus juga berfungsi untuk mendorong perpindahan elektron. Jembatan garam merupakan jembatan yang digunakan pada sel volta. Jembatan garam berisi larutan garam (misal: KCl) yang berfungsi untuk menetralkan muatan positif dan negatif dalam larutan. Jembatan garam dapat menetralkan kelebihan anion dan kation pada larutan dan untuk menutup rangkaian sehingga reaksi dapat berlangsung terus-menerus. Dengan adanya jembatan garam dapat terjadi aliran elektron sebagai akibat dari reaksi redoks pada kedua elektroda. Jembatan garam digunakan sebagai kontak listrik antara kedua larutan elektrolit dalam sel Volta, aliran elektron dalam energi listrik hanya dapat mengalir dalam keadaan rangkaian tertutup.2. Cara membuat jembatan garam dengan tissue yaitu dengan cara membasahi tissue yang digulung memanjang yang kemudian dicelupkan pada larutan garam misalnya KCl. Lalu tissue diperas agar larutan KCl tidak menetes. Kemudian kedua ujung tissue masing-masing dicelupkan kedalam larutan yang akan diuji . DAFTAR PUSTAKA

Brady, James. E. 1987.Kimia Universitas Asas dan Struktur. Jilid 1. Edisi 5. Binarupa Askara :JakartaChang,Raymond.2005. Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti. Erlangga : Jakarta.Gembez, Ndru. 2009. Study of Chemistry. (online) . (http://belajar-sob.blogspot.com/2009/09/reaksi-redoks-dan-elektrokimia.html) diakses pada tanggal 30 Maret 2014 pukul 12.00 WIBPetrucci, Ralph. H, 1992. Kimia Dasar, Prinsip dan Terapan Modern. Terjemahan Suminar. Jakarta: ErlanggaSugiarto, Bambang,dkk. 2014. Kimia Dasar .Surabaya: UnipressSvehla,G.1990.Vogel:Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro.Jakarta:PT Kalmen Media PusakaTim Kimia Dasar. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Dasar lanjut . Surabaya : UNESA