LEMBAR KERJA SISWA (LKS)
“SEL ELEKTROKIMIA”
(Untuk kelas XII SMA Semester Gasal)
disusun oleh :
1. Nuryana Wahyuning Sari (100331404545/B 2010)
2. Veronika (100331400800/B 2010)
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG
SEL ELEKTROKIMIA Standar Kompetensi = Kompetensi Dasar = Indikator = Tujuan = Rinkasan Materi = 1. Sel Volta
a. Notasi Sel Volta
Rangkaian sel volta dapat ditulis dalam bentuk notasi atau diagram sel. Dalam menuliskan diagram sel, anoda dituliskan di sebelah kiri dan katoda di sebelah kanan yang dipisahkan oleh jembatan garam. Jembatan garam dilambangkan dengan dua garis sejajar (||). Secara umum, notasi sel dituliskan sebagai berikut.
anoda || katoda
sehingga pada sel volta di atas dituliskan bentuk notasi sel: Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu
b. Potensial Elektroda Standar
Untuk membandingkan kecenderungan logam-logam mengalami oksidasi
digunakan elektroda hidrogen sebagai pembanding yang potensial elektrodanya adalah 0 volt. Potensial sel yang dihasilkan oleh elektroda logam dengan elektroda hidrogen pada kondisi standar, yaitu pada suhu 250C, tekanan gas 1 atmosfer dan konsentrasi ion-ion 1 M disebut potensial elektroda standar logam tersebut dan diberi lambang E0. Elektroda yang lebih mudah mengalami reduksi dibanding hidrogen mempunyai potensial elektroda > 0 (positif) sedangkan elektroda yang lebih sukar mengalami reduksi dibanding hidrogen mempunyai potensial elektroda < 0 (negatif). Jadi, potensial elektroda standar menunjukkan urutan kecenderungan untuk mengalami reduksi, sehingga dikenal sebagai potensial reduksi standar.
c. Potensial Sel
Perbedaan potensial dari kedua elektroda (katoda dan anoda) disebut beda potensial atau potensial sel standar yang diberi lambang “Esel”).
Esel = E0katoda – E0anoda
2. Sel Elektrolisis
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menulis reaksi elektrolisis berikut. a. Reaksi pada Anoda (Oksidasi)
1) Bila anoda terbuat dari Pt, Au, dan C, maka anoda tidak ikut teroksidasi. (a) Ion OH- teroksidasi menjadi H2O dan gas O2
4OH-(aq) 2 H2O(l) + O2(g) + 4e
(b) Ion sisa asam halida (Cl-, Br-, I-) teroksidasi menjadi molekulnya Contoh : 2Br-(aq) Br2(l) + 2e
(c) Ion sisa asam oksi (SO42-, NO3-, CO32-) tidak terokidasi, yang teroksidasi adalah
air (pelarut)
2H2O(l) 4H+(aq) + O2(g) + 4e
2) Bila anoda terbuat selain Pt, Au, atau C, maka anoda ikut teroksidasi. Contoh : anoda dari logam Ag maka Ag(s) Ag+ + e
anoda dari logam Cu maka Cu(s) Cu2+(aq) + 2e
b. Reaksi pada Katoda (Reduksi)
1) Ion H+ tereduksi menjadi gas H2 : 2H+ (aq) + 2e H2(g)
2) Ion-ion logam
(a) 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) + 2e H2(g) + 2OH-(aq)
(b) Ion-ion logam selain alkali dan alkali tanah serta Al3+, Mn2+ tereduksi menjadi logamnya.
Contoh : Ni2+(aq) + 2e Ni(s)
c. Hukum – hukum Faraday
Pada tahun 1834 Michael faraday menemukan fakta bahwa banyaknya perubahan kimia yang dihasilkan oleh arus listrik berbanding lurus dengan jumlah listrik yang dilewatkan. Fakta ini ditemukan sebelum sifat dasar elektron diketahui. Fakta tersebut kemudian oleh Faraday disimpulkan sebagai Hukum Faraday.
“Massa zat yang terjadi atau melarut selama proses elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah muatan listrik yang melalui sel elektrolisis”.
w = e F
dimana =
w = massa zat hasil elektrolisis (gram)
e = massa ekuivalen zat hasil elektrolisis, e = A/valensi F = jumlah arus listrik (Faraday)
Karena 1 Faraday setara dengan 96.500 coulomb, sedangkan 1 coulomb = 1 ampere detik, maka Hukum Faraday dapat dijabarkan menjadi
i = kuat arus listrik (ampere)
t = lama elektrolisis atau waktu (detik)
bila berbagai larutan elektrolisis bersama-sama dengan arus listrik yang sama, berlaku Hukum Faraday II “Jumlah zat-zat yang dihasilkan oleh arus yang sama dalam
beberapa sel yang berbeda sebanding dengan massa ekuivalen zat-zat tersebut.”
Latihan Soal =
Soal Sel Volta A. Pilihan Ganda
(1) Berdasarkan reaksi redoks berikut. Mg(s) + CuSO4(aq) MgSO4(aq) + Cu(s)
notasi sel volta yang benar berdasarkan reaksi di atas adalah . . . a. Mg | Mg2+ || Cu2+ | Cu b. Mg2+ | Mg || Cu2+ | Cu c. Mg | Mg2+ || Cu | Cu2+ d. Mg2+ | Mg || Cu | Cu2+ e. Cu | Mg2+ || Cu2+ | Mg Jawaban :
(2) Susunlah logam-logam berikut berdasarkan daya reduksinya, dimulai dari reduktor yang paling lemah. a. Al – Cu – Mg – Zn – Ni – K – Aag – Cr b. Ag – K – Mg – Al – Zn – Cr – Ni – Cu c. K – Mg – Al – Zn – Cr – Ni – Cu – Ag d. Ag – Cu – Ni – Cr – Zn – Al – Mg – K e. Ag – Al – Cu – Cr – K – mg – Ni – Zn Jawaban :
(3) Reaksi apa yang dapat digunakan sebagai sumber listrik dalam sel volta? a. Reaksi oksidasi
b. Reaksi reduksi
c. Reaksi redoks spontan d. Reaksi adisi e. Reaksi spontan Jawaban : (4) Diketahui: Ag+ + e Ag E0 = +0,80 volt Zn2+ + 2e Zn E0 = -0,76 volt
Jika kedua elektroda tersebut membentuk sel volta, maka pernyataan berikut benar, kecuali. . .
a. Ag sebagai katoda b. Zn sebagai anoda
c. Potensial selanya adalah 1,56 volt
d. Reaksi selnya adalah Zn2+ | 2Ag || Zn | 2Ag+ e. Logam Ag akan mengendap pada katoda
Jawaban :
(5) Jika diketahui E0 Cu2+ | Cu = +0,34 volt dan Mg2+| Mg = -2,37 volt.
Maka suatu sel volta yang menggunakan Cu dan Mg sebagai elektroda akan mempunyai ggl . . .
a. – 2,02 volt b. + 2,03 volt c. + 1,36 volt d. +2,71 volt e. – 2,71 volt Jawaban :
(6) Logam berikut dapat bereaksi dengan larutan asam sulfat, kecuali . . . a. Na b. Zn c. Fe d. Al e. Ag Jawaban :
(7) Jika Cu dan Zn dicelupkan dalam larutan HCl, maka . . . a. Cu larut dengan menimbulkan gas H2
b. Zn larut dengan menimbulkan gas H2
c. Cu dan Zn larut d. Cu dan Zn tidak larut
e. Zn larut kemudian mengendap kembali
Jawaban :
(8) Logam X dapat mengendapkan Cu dalam larutan CuSO4, tapi logam X tidak bereaksi
dengan larutan ZnCl2. Manakah deret di bawah ini yang menyatakan bertambah
lemahnya sifat reduktor . . . a. Zn – Cu – X b. Zn – X – Cu c. Cu – Zn – X d. Cu – X – Zn e. X – Zn – Cu Jawaban :
(9) Harga potensial sel : Zn | Zn2+ || Fe2+ | Fe adalah. . . (E0 Zn2+ = - 0,76 volt ; E0 Fe2+ = - 0,44 volt) a. – 0,23 volt b. + 1,20 volt c. – 1,20 volt d. + 0,32 volt e. – 0,32 volt Jawaban :
(10) Apa fungsi dari jembatan garam pada sel volta? a. Tempat terjadinya reaksi redoks
c. Tempat terjadinya arus listrik
d. Menjaga kenetralan listrik dari kedua larutan e. Tempat terjadinya reaksi oksidasi
Jawaban :
B. Isian
(1) Suatu sel volta tersusun dari elektroda Magnesium dan tembaga. Bila diketahui : Mg2+(aq) + 2e Mg(s) E0 = -2,37 volt
Cu2+(aq) + 2e Cu(s) E0 = +0,34 volt
Tentukan :
a. Katoda dan anodanya,
b. Reaksi yang terjadi pada elektroda dan reaksi selnya, c. Notasi sel, dan
d. Potensial sel.
Jawaban :
(2) Suatu sel volta terdiri atas elektroda Ag yang dicelupkan di dalam larutan Ag+, dan elektroda Zn yang dicelupkan larutan Zn2+, bila diketahui:
Ag++ e Ag(s) E0 = +0,80 volt
Zn2+(aq) + 2e Zn(s) E0 = -0,76 volt
Tentukan :
a. Anoda dan katodanya b. Potensial sel
c. Notasi sel
Jawaban :
(3) Diketahui beberapa reaksi sebagai berikut: P + R2+ P2+ + R E0 = 1,61 volt S + Q2+ S2+ + Q E0 = -0,78 volt R + Q2+ R2+ + Q E0 = 0,32 volt
Susunlah unsur P, Q, R, dan S berdasarkan sifat reduktor yang semakin kuat!
Jawaban :
(4) Diketahui :
A | A2+ || B2+ | B E0 = 2,46 volt C | C2+ || B2+ | B E0 = 1,56 volt C | C2+ || D2+ | D E0 = 1,1 volt
Hitunglah potensial standar sel A | A2+ || D2+ | D ! Jawaban : (5) Diketahui : Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu E0 = 1,10 volt Mg | Mg2+ || Pb2+ | Pb E0 = 2,21 volt Pb | Pb2+ || Cu2+ | Cu E0 = 0,47 volt
Dari data tersebut, amka harga potensial sel dari Mg | Mg2+ || Cu2+ | Cu adalah. . .
Jawaban :
(6) Logam L dapat mengendapkan tembaga dari larutan CuSO4, tetapi logam tidak bereaksi
dengan ZnCl2, maka urutan logam tersebut yang sifat reduktornya semakin kuat adalah... Jawaban :
(7) Diketahui :
Na | Na2+ || Hg2+ | Hg Esel = 3,36 volt
Pb | Pb2+ || Hg2+ | Hg Esel = 0,78 volt
Na | Na2+ || Ni2+ | Ni Esel = 2,46 volt
Hitunglah potensial sel dari reaksi : Ni + Pb2+ Ni2+ + Pb !
Jawaban :
Soal Sel Elektrolisis A. Pilihan Ganda
(1) Ke dalam dua sel yang berisi larutan LSO4 dan AgNO3 yang disusun secara seri
dialirkan arus listrik ternyata diendapkan 3,25 gram logam L dan 10,8 gram logam Ag (Ar Ag = 108). Massa atom relatif L adalah . . .
a. 32,5 b. 63,5 c. 65,0 d. 70,5 e. 72,0 Jawaban :
(2) Larutan di bawah ini akan menghasilkan gas O2 di anode dan gas H2 di katoda jika
dielektrolisis dengan menggunakan elektroda Pt adalah larutan. . . a. AgNO3 b. K2SO4 c. CuSO4 d. KBr e. NaI Jawaban :
(3) Pada elektolisis leburan NaCl diperoleh hasil. . . a. Logam Na, gas Cl2 dan H2
b. Logam Na dan HCl c. NaOH dan Cl2
d. Na+ dan Cl
-e. Logam Na dan gas Cl2 Jawaban :
(4) Jika garam tembaga (II) sulfat dielektrolisis dengan elektroda tembaga, pada katoda terbentuk . . . a. Uap air b. Ion hidroksida c. Logam tembaga d. Asam sulfat e. Gas hidrogen Jawaban :
(5) Berapa Faraday yang diperlukan untuk mereduksi 50 gram ion kalsium menjadi logam kalsium? (Ar Ca=40)
a. 1,0 b. 1,5 c. 2,0 d. 2,5 e. 3,0 Jawaban :
(6) Jika larutan Na2SO4 1 N dielektrolisis dengan menggunakan elektrode karbon, maka
reaksi yang terjadi pada anoda. . . a. H2(g) 2H+(aq) + 2e b. 2 Na+(aq) + 2e 2 Na(s) c. H2(g) + 4OH-(aq) 4 H2O (l) + 4e d. 2 H2O (l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e e. 4 H2O (l) + 4e 2H2(g) + 4OH-(aq) Jawaban :
tembaga. Bila berat logam perak yang diendapkan adalah 21,6 gram, maka berat tembaga yang diendapkan. . .
a. 6,35 gram b. 12,70 gram c. 15,88 gram d. 19,05 gram e. 21,60 gram Jawaban :
(8) Elektrolisis larutan CuSO4 selama 30 menit dengan kuat arus listrik 10 A
mengendapkan perak sebnayak. . . a. 0,817 gram b. 0,375 gram c. 5,922 gram d. 11,845 gram e. 23,689 gram Jawaban :
(9) Elektolisis larutan AgNO3 selama 1 jam dengan kuat arus 2 ampere akan
mengendapakan perak sebanyak. . . a. 7,9 gram b. 8,06 gram c. 81,9 gram d. 108 gram e. 819 gram Jawaban :
(10) Jika leburan NaCl dielektrolisis, maka hasil-hasil yang diperoleh. . . a. Natrium di katoda, klorin di anoda
b. Natrium do katoda, oksigen di anoda c. Hidrogen di anoda, oksigen di katoda d. Hidrogen di katoda, klorin di anoda
e. Natrium dan hidrogen di katoda, klorin di anoda
Jawaban :
B. Isian
(1) Tulislah reaksi elektrolisis larutan CaCl2 dengan elektroda karbon. Jawaban :
(2) Tulislah reaksi elektrolisis larutan NaNO3 dengan elektroda Pt. Jawaban :
(3) Larutan AgNO3 (Ar Ag = 108) dialiri listrik 10 ampere selama 1 jam. Berapa gram
logam perak yang dapat diendapkan?
Jawaban :
(4) Sejumlah arus listrik dialirkan melalui larutan AgNO3 dan larutan CuSO4. Bila
logam perak yang diendapkan sebanyak 21,6 gram, berapa gram logam tembaga yang diendapkan? (Ar Ag=108, Cu=63,5)
Jawaban :
(5) Sebanyak 500mL CuSO4 0,1 M dielektrolisis dengan listrik 1.930 coulomb. (ar Cu
= 63,5)
a. Tuliskan persamaan reaksinya! b. Berapakah pH setelah elektrolisis?
c. Berapa liter gas oksigen yang dihasilkan pada STP?
Jawaban :
(6) Pada elektrolisis larutan MSO4 dengan arus listrik 1,5 ampere selama 1 jam dapat
diendapkan logam M sebanyak 1,78 gram. Hitunglah massa atom relatif M!
Jawaban :
(7) Pada suatu elektrolisis dengan sejumlah arus tertentu membebaskan 5 gram gas hidrogen. Berapa gram gas oksigen yang dibebaskan oleh arus yang sama? (Ar H = 1, O = 16)
