TOPIC : CHEMICAL EQUILIBRIUM
D. Materi Pembelajaran
1. Sel Elektrolisis
Pada sel volta yang baru saja kita pelajari, reaksi redoks spontan menimbulkan arus listrik. Terjadinya arus listrik ini dapat diamati dari voltmeter. Tidak demikian halnya dengan sel elektrolisis, reaksi redoks yang tidak spontan dapat berlangsung bila kedalamnya ialiri listrik. Arus listrik dari sumber arus searah mengalir ke dalam larutan melalui katoda atau elektroda negatif. Pada katoda ini terjadi reaksi reduksi dari spesi tertentu yang ada dalam larutan. Spesi tertentu yang lain mengalami oksidasi di anoda/elektroda positif. Dalam hal tempat reaksi berlangsung sama seperti sel volta yaitu katoda tempat terjadi reaksi reduksi sedangkan anoda tempat terjadi oksidasi, tetapi muatan elektroda dalam sel elektrolisis berlawanan dengan muatan elektroda dalam sel volta. Pada sel elektrolisis katoda merupakan elektroda negatif, sedangkan anoda merupakan elektroda positif. Spesi yang mengalami reduksi di katoda dan spesi yang mengalami oksidasi di anoda, tergantung pada potensialnya masing-masing. Spesi yang mengalami reduksi adalah yang mempunyai potensial elektroda lebih positif. Sedangkan spesi yang mengalami oksidasi adalah yang mempunyai potensial elektroda lebih negatif. Dengan demikian, tidak selalu kation yang mengalami reduksi dan tidak selalu anion yang mengalami oksidasi, mungkin saja pelarutnya (air) yang mengalami reduksi dan atau oksidasi. Bila elektroda bukan elektroda inert (sukar bereaksi) maka elektroda akan mengalami oksidasi. Untuk lebih kelasnya, perhatikan beberapa hal yangharus diperhatikan dalam menulis reaksi elektrolisis berikut.
a.Reaksi pada Anoda (Oksidasi)
1) Bila anoda terbuat dari Pt, Au, atau C, maka anoda tidak ikut teroksidasi,
a) Ion OH- teroksidasi menjadi H2O dan gas O2
4OH- (aq 2O (l) + O2 (g) + 4e
b) Ion sisa asam halida (Cl-, Br-, I-) teroksidasi menjadi molekulnya.
Contoh : 2Br- (aq 2 (l) + 2e
c) Ion sisa asam oksi (SO42-, NO3-, CO32-) tidak teroksidasi, yangteroksidasi adalah air (pelarut). 2H2O (l) →4H+ (aq) + O2 (g) + 4e
2) Bila anoda terbuat selain dari Pt, Au, atau C, maka anoda ikut teroksidasi. Contoh : anoda dari logam Ag maka Ag (s) →Ag+ (aq) + e
anoda dari logam Cu maka Cu (s) →Cu2+ (aq) + 2e
b. Reaksi pada Katoda (Reduksi)
a) Ion H+ tereduksi menjadi gas H2 : 2H+(aq) + 2e →H2(g)
b) Ion-ion logam
(1) Ion-ion logam alkali dan alkali tanah (Na+, K+, Ca2+, Mg2+ dan lain-lain) serta Al3+, Mn2+ tidak mengalami reduksi, yang
tereduksi adalah air (pelarut).
2H2O (l 2 (g) + 2OH- (aq)
(2) Ion-ion logam selain alkali dan alkalis tanah serta Al3+, Mn2+ tereduksi menjadi logamnya.
Contoh: Ni2+ (aq) + 2e → Ni (s)
Perhatikan beberapa contoh reaksi elektrolisis berikut: 1) Reaksi elektrolisis larutan CaCl2 dengan elektroda karbon Anoda : 2Cl- (aq) → Cl2 (g) + 2e
Katoda : 2H2O (l) + 2e → H2 (g) + 2OH- (aq) 2Cl- (aq) + 2H2O (l) → Cl2 (g) + H2 (g) + 2OH- (aq)
2) Reaksi elektrolisis larutan NaNO3 (elektroda Pt)
Anoda : 2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e
Katoda : 2H2O (l) + 2e → H2 (g) + OH- (aq) ×2 6H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 2H2 (g) + 4OH- (aq)
3) Reaksi elektrolisis leburan NaCl
Anoda : 2Cl- (aq) → Cl2 (g) + 2e
Katoda : Na+ (aq) + e → Na (s) ×2 2Cl- (aq) + Na+ (aq) → Cl2 (g) + Na (s)
E. Hukum Faraday
Banyaknya perubahan kimia yang dihasilkan berbanding lurus dengan jumlah listrik yang lewat. Fakta ini ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1834. Jumlah zat pereaksi yang diperlukan atau jumlah zat yang terbentuk selama proses elektrolisis berhubungan dengan
(1) massa molar zat,
(2) jumlah listrik yang digunakan, dan
(3) jumlah elektron yang dipindahkan pada reaksi elektrode.
Satuan standar listrik yang menyatakan banyaknya elektron yang melewati elektrolit adalah coulomb. Muatan satu elektron adalah sebesar –1,6022 × 1019 C. Arus listrik dinyatakan dengan
ampere (A) yang merupakan laju aliran muatan listrik. Arus satu ampere adalah aliran satu coulomb per detik.
1 A = 1 C detik–1
Muatan listrik = kuat arus × waktu Hukum Faraday I berbunyi:
“Massa zat yang dilepaskan selama elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan”
Jika massa zat yang dilepaskan (G) setara dengan muatan listrik (Q), maka
G | Q G = i × t
Hukum Faraday II berbunyi:
“Massa zat yang dilepaskan pada elektrolisis berbanding lurus dengan massa ekuivalen zat itu”
G = ME
Penggabungan hukum Faraday I dan II menghasilkan persamaan baru sebagai berikut.
G = k × i × t × ME
k merupakan tetapan yang ditemukan Faraday yaitu sebesar 1
96500 . Muatan 96500 C (lebih tepat 96487 C) sebanding dengan
1 mol elektron yang lewat. Besarnya kelistrikan ini disebut satu faraday.
Jadi, untuk mencari berat zat yang dihasilkan pada proses elektrolisis dapat menggunakan persamaan berikut.
G = (i x t) /96500 ME
dengan G = massa zat yang dihasilkan ... (g) i = kuat arus ... (ampere (A))
t = waktu ... (detik) ME = massa ekuivalen ... (g)
F. Kegunaan Sel Elektrolisis
Ada beberapa aplikasi penggunaan sel elktrolisis terutama dalam dunia industri. i. Penyepuhan logam
Penyepuhan logam bertujuan melapisi logam dengan logam lain agar tidak berkarat ii. Produksi aluminium
Aluminium diperoleh dengan cara elektrolisis E.Kegiatan Pembelajaran 1. Pertemuan Pertama: (2 JP) Langkah Pembelajaran Sintak Model Pembelajar an Deskripsi Alokasi Waktu Kegiatan Pendahuluan pemberian stimulus Identifikasi masalah Data collection
Menyampaikan salam pembukaan Mengecek kehadiran siswa
Merefleksi hasil pretes dan postes pertemuan sebelumnya
Menagih dan mengingatkan tugas baca tentang reaksi redoks.
Menyampaikan tujuan pembelajaran
Mengamati (Observing)
- Mengamati rangkaian sel elektrolisis dengan elektroda karbon melalui demonstrasi elektrolisis
- Mengamati gejala yang terjadi pada elektroda dalam sel elektrolisis
Menanya (Questioning)
Guru memberi kesempatan bertanya kepada peserta didik setelah mereka mengamati demoinstrasi elektrolisis
Contoh pertanyaan :
- Mengapa pada sel yang diberi arus listrik, ada gelembung gas di sekitar elektrodanya?
- Mengapa pada elektroda yg dihubungkan dengan kutub positif terjadi perubahan warna?
Mengumpulkan Data
(Experimenting)
Setelah kegiatan tanya jawab, guru
15 menit
Kegiatan Inti **)
(pengumpu lan data) Data processing (pengolaha n data) Verificatio n (pembuktia n) Generaliza tion (menarik kesimpula n/generalis asi)
memfasilitasi siswa untuk
menemukan jawaban dengan cara: - Mengisi LKS yang tersedia - Mencatat data pengamatan hasil
demonstrasi
Mengasosiasi (Associating)
Setelah mengumpulkan informasi
dan melalui pengamatan dari
demonstrasi elektrolisis, peserta
didik mengolah data yang didapat dari buku sumber dengan cara - Mendiskusikan hasil
pengamatan dari demonstrasi dengan bantuan pertanyaan dari LKS
Mengasosiasi (Associating)
- Memverifikasi hasil pengolahan data dari demontrasi dengan data-data dari buku siswa.
- Menyimpulkan reaksi yang terjadi pada sel elektrolisis
Mengkomunikasikan (Communicating)
- Setelah menemukan kesimpulan, peserta didik membuat laporan tentang reaksi redoks yang terjadi pada
elektrolisis larutan dengan elektroda inert maupun tidak inert serta pada lelehan garam pada elektroda inert
Kegiatan Penutup
- Peserta didik dan pendidik mereview hasil kegiatan pembelajaran
- Peserta didik membuat kesimpulan.
- Pemberian tugas tentang sel elektrolisis
2. Pertemuan Kedua: (2 JP) Langkah Pembelajaran Sintak Model Pembelajara n Deskripsi Alokasi Waktu Kegiatan Pendahuluan Fase 1 Orientasi peserta didik pada masalah Fase 2 Mengorgani sasikan kegiatan pembelajara n peserta didik Fase 3 Membimbin g penyelidika n individu dan Kelompok secara mandiri
Menyampaikan salam pembukaan Mengecek kehadiran siswa
Menyampaikan tujuan pembelajaran
Mengamati (Observing)
Mengamati gambar proses penyepuhan dari beberapa logam dengan penyepuhan yang berbeda.
Elektroplating sendok dengan
perak.
Pelapisan sendok dengan logam perak
Menanya (Questioning)
Guru memberi kesempatan kepada perta didik untuk bertanya
Contoh pertanyaa:
- Mengapa ada perbedaan ketebalan proses penyepuhan? - Apakah ada pengaruh arus listrik
10 menit
Kegiatan Inti **)
Fase 4 Mengemban gkan dan menyajikan hasil karya Fase 5 Menganalis a dan mengevalua si proses pemecahan masalah
pada proses penyepuhan?
Menanya (Questioning)
Membagi siswa menjadi beberapa kelompok secara heterogen
Mengumpulkan Informasi (Experimenting)
Peserta didik mendiskusikan materi dengan mengkaji teks tentang hukum faraday I, hukum faraday II dan penerapannya
Mengasosiasi (Associating)
- Siswa menyiapkan laporan dengan
cara berbagi tugas dengan
temannya.
- Siswa menyelesaikan konsep hukum faraday I dan faraday II dan menerapkannya pada permasalahan yang terkait.
Mengkomunikasikan (Communicating)
Peserta didik mengevaluasi hasil belajar tentang materi hukum faraday melaluyi diskusi kelas untuk
menganalisis pemecahan masalah dalam penerapan hukum faraday I dan hukum faraday II dalam perhitungan hasil elektrolisis beberapa larutan
Kegiatan Penutup
Peserta didik menyimpulkan hasil pembelajaran tentang hukum
iii. Pertemuan ketiga (2 JP) Langkah Pembelajaran Sintak Model Pembelajar an Deskripsi Alokasi Waktu Kegiatan Pendahuluan Penentuan Pertanyaan Mendasar Mendesain Perencanaa n Proyek Menyusun Jadwal Memonitor peserta
Menyamapaikan salam pembukaan Mengecek kehadiran siswa
Menyampaikan tujuan pembelajaran
Mengamati (Observing)
Mengamati benda-benda atau gambar-gambar produk hasil elektrolisis terutama penyepuhan logam dalam kehidupan sehari-hari.
Menanya (Questioning)
Guru memberi kesempatan kepada perta didik untuk bertanya
Contoh pertanyaan:
- Mengapa ada perbedaan gejala yang terjadi pada kedua
electrode?
- Reaksi apa yang terjadi pada proses penyepuhan?
Mengumpulkan Informasi (Experimenting)
Peserta didik mendesain proses penyepuhan logam melalui proses elektrolisis serta membuat aturan praktikumnya
Mengumpulkan Informasi (Experimenting)
Pendidik dan pesserta didik
menyusun jadwal aktivitas
penyelesaian proyek. Mulai dari perencanaan, merancang praktikum,
melaksanakan praktikum dan
membuat laporan praktikum. Kegiatan Inti
didik dan kemajuan proyek Menguji Hasil Mengevalu asi Pengalama n Mengumpulkan Informasi (Experimenting)
- Peserta didik melaksanakan tugas proyek berdasarkan rancangan penelitian, guru memonitor siswa selama melaksanakan praktik penyepuhan
- Peserta didik mencatat hasil pengamatan
Mengasosiasi (Associating)
Setelah mengumpulkan informasi
dan melalui pengamatan dari
percobaan, peserta didik mengolah data yang didapat dengan cara : Mendiskusikan hasil pengamatan
dan menarik kesimpulan
Mengkomunikasikan (Communicating)
Siswa menyiapkan laporan dengan cara berbagi tugas dengan
temannya.
Peserta didik mengumpulkan laporan hasil percobaan
Kegiatan Penutup
- Peserta didik dan pendidik mereview hasil kegiatan pembelajaran
- Peserta didik membuat kesimpulan
- Pemberian tugas tentang penyepuhan logam dalam kehidupan sehari-hari
1. Penilaian, Pembelajaran Remedial dan Pengayaan 1.Teknik penilaian
No Aspek Teknik Bentuk Instrumen
1 Sikap - Observasi kegiatan praktikum - Observasi kegiatan diskusi - Penilaian diri - Penilaian antar peserta didik - Jurnal - Lembar observasi - Lembar observasi - Format penilaian - Format penilaian - Catatan
2 Pengetambar huan - Tes tertulis - Penugasan - Soal pilihan ganda - Soal uraian - Tugas
3 Keterampilan - Penilaian praktik
- Penilaian proyek - Penilaian portofolio - Lembar pengamatan - Format penilaian - Format penilaian F. Instrumen penilaian a. Pertemuan Pertama
G. Penilaian sikap : lembar observasi sikap pada saat mengamati demonstrasi sel elektrolisisL
i. Pertemuan Kedua
H. Penilaian sikap : lembar observasi sikap pada saat mengamati gambar I. Penilaian pengetahuan : soal uraian dan tugas materi hukum faraday J. Penilaian keterampilan : Lembar pengamatan keterampilan saat berdiskusi
i. Pertemuan Ketiga
K. Penilaian sikap : Lembar observasi diskusi merancang tugas proyek penyepuhan logam. L. Penilaian pengetahuan :
M. Penilaian keerampilan :
N. Pembelajaran Remedial dan Pengayaan
Pembelajaran remedial dilaksanakan segera setelah diadakan penilaian bagi peserta didik yang mendapat nilai di bawah 2,67
O. Pengayaan
Peserta didik yang mendapat nilai diatas 2,67 diberikan tugas mengkaji materi penerapan elektrolisis dalam industri atau mengerjakan soal-soal higher orer thinking
P. Kunci dan Pedoman Penskoran
1. Media/alat, Bahan, dan Sumber Belajar b. Media/Alat : alat praktikum sesuai yang tertera di LKS c. Bahan : bahan praktikum sesuai yang terteradi LKS
d. Sumber Belajar: Buku Kimia kelasXII kurikulum 2013, Buku Kimia Kelas XII BSE, bahan bacaan yang relevan dari internet
LAMPIRAN
1. INSTRUMEN PENILAIAN
A. INSTRUMEN PENILAIAN SIKAP