REAKSI REDOKS DAN SEL ELEKTROKIMIA

Standar

 

  1. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

Tujuan Praktikum

–            Untuk mempelajari reaksi redoks.

–            Untuk mempelajari elektrolisis suatu reaksi kimia.

Waktu Praktikum

Kamis, 19 April 2012

Tempat Praktikum

Laboratorium Kimia Dasar, Lantai III, Fakultas MIPA, Universitas Mataram.

 

  1. LANDASAN TEORI

Dalam sejarahnya istilah oksidasi diterapkan untuk proses-proses dimana oksigen diambil oleh suatu zat. Maka reduksi dianggap sebagai proses dimana oksigen diambil dari dalam suatu zat. Kemudian penangkapan hidrogen juga disebut reduksi, sehingga kehilangan hidrogen harus disebut oksidasi. Sekali lagi reaksi-reaksi lain dimana baik oksigenn maupun hidrogen tidak ambil bagian, belum dapat dikelompokkan sebagai oksidasi atau reduksi sebelum didefinisikan oksidasi dan reduksi yang paling umum, yang didasarkan pada pelepasan dan pengambilan electron. Dengan melihat contoh-contoh dari reaksi redoks,dapat ditarik kesimpulan umum dan dapatlah didefinisikan oksidasi dan reduksi dengan cara berikut. Oksidasi adalah suatu proses yang mengakibatkan hilangnya satu electron atau lebih dari zat (atom, ion, atau molekul). Bila suatu unsur dioksidasi, keadaan oksidasinya berubah ke harga yang lebih positif. Suatu zat pengoksidasi adalah yang memperoleh electron, dan dalam proses itu berlaku juga untuk proses dalam zat padat, lelehan maupun gas. Sedangkan reduksi adalah suatu proses yang mengakibatkan diperolehnya satu electron atau lebih zat (atom, ion, atau molekul). Bila suatu unsur direduksi, keadaan reduksi berubah menjadi lebih negatif (kurang positif). Jadi, suatu zat pereduksi adalah zat yang kehilangan electron, dalam proses itu zat ini dioksidasi. Definsi reduksi ini juga sangat umum dan berlaku juga untuk proses dalam zat pada, lelehan, maupun gas (Shevla, 2003 : 56-58).

Redoks adalah reaksi kimia yang disertai perubahan bilangan oksidasi. Setiap reaksi redoks terdiri atas reaksi-reaksi reduksi dan oksidasi. Reaksi oksidasi adalah reaksi kimia yang ditandai kenaikan  bilangan biloks. Sedangkan reduksi adalah reaksi kimia yang ditandai dengan penurunan bilangan oksidasi. Bilangan oksidasi didefinisikan sebagai muatan yang dimiliki suatu atom jika seandainyaelektron diberikan kepada atom yang lain yang keelektronegatifannya lebih kecil lebih positif, sedangkan atom yang keelektronegatifannya lebih besar memiliki bilangan oksidasi positif (Dogra, 2005 : 156).

Sel elektrokimia dapat diklasifikasikan sebagai sel galvani bila sel digunakan untuk menghasilkan energy listrik (potensial sel positif) dan sel elktrolisis bila sel memerlukan energi listrik dari suatu sumber. Secara definisi katode ialah suatu electrode dimana reduksi terjadi. Anode ialah suatu electrode dimana oksidasi trjadi. Definisi ini berlaku untuk sel galvani dan sel elektrolisis. Pada berbagai sel, umumnya electrode-elektrode tercelup langsung dalam larutan atau dihubungkan lewat jembatan garam yang merupakan jalan aliran electron. Jembatan garam umunya digunakan apabila electrode-elektrode harus dicelupkan dalam larutan yang berbeda dan tidak bercampur (Rivai, 2007 : 261-262).

Ilmu yang mempelajari aspek elektronik dari reaksi kimia. Elemen yang digunakan dalam reaksi elektrokimia dikarakteristikkan denagn banyaknya electron yang dimiliki. Sel elektrokimia adalah sel yang disusun untuk menjadikan suatu reaksi redoks menghasilkan energy listrik yang selanjutnya diubah menjadi energy kimia atau sebaliknya. Elektrokimia dibagi 2 jenis, sel galvani atau sel volta dan sel elektrolisis. Sel elektrolisis contohnya adalahh accu. Elektrolisis adalah peristiwa penguraian zat elektrolit oleh arus listrik searah. Elektrode positif (+) yang disebut juga anode, sedangkan electrode negative (-) disebut katode. Kegunaan sel elektrolisis antara lain sebagai penyepuhan. Penyepuhan adalah proses peplapisan logam dengan logam lain. Logam yang akan dilapisi digunakan sebagai katode, sedangkan logam pelapis disebut anode. Selain itu digunakan untuk mebuat senyawa serta untuk menghitung konsentrasi suatu logam dalam larutan (Anonim, 2012).

 

  1. ALAT DAN BAHAN
    1. Alat-alat Praktikum

–            Bunsen

–            Corong 60 mm

–            Dongkrak

–            Electrode

–            Gelas ukur 25 mL

–            Penjepit

–            Pipa U

–            Pipet volum 10 mL

–            Power supply

–            Rak tabung reaksi

–            Rubber bulb

–            Spatula

–            Stopwatch

–            Tabung reaksi

  1. Bahan-bahan Praktikum

–            Indicator fenolftalein

–            Korek api

–            Larutan CHCl3

–            Larutan CuSO4 0,5 M

–            Larutan FeCl3 0,1 M

–            Larutan H2O2 0,1 M

–            LarutanH2SO4 1 M

–            Larutan kanji

–            Larutan KI

–            Larutan ZnSO­4 0,5 M

–            Padatan Cu

–            Padatan Zn

–            Tissu

 

  1. PROSEDUR PERCOBAAN
    1. Reaksi Redoks
      1. Dimasukkan 2 mL larutan CuSO4 0,5 M ke dalam tabung reaksi, kemudian logam Zn ke dalam larutan tersebut. Dibiarkan beberapamenit dan dicatat apa yang terjadi.
      2. Dimasukkan logam Cu kedalam larutan ZnSO4 0,5 M. Dicatat  apa yang terjadi.
      3. Dimasukkan 10 tetes larutan H2O2 0,1 M dan ditambahkan MnO2 untuk mengkatalis reaksi disproposionasi, dan diamati yang terjadi.
      4. Dicampurkan 5 tetes larutan H2O2 0,1 M dan ditambahkan 5 tetes larutan H2SO4 1 M, ditambahkan lagi 10 tetes larutan KI 0,1 M dan satu tetes larutan kanji (amilum). Diamati perubahan yang terjadi.
      5. Dicampurkan 5 tetes FeCl3 0,1 M dan 10 tetes H2SO4 1 M dan 10 tetes larutan KI 0,1 M. Dipanaskan dan ditambahkan 1 tetes larutan kanji. Diamati perubahan yang terjadi.
      6. Elektrolisis Larutan KI
        1. Dimasukkan larutan KI 0,2 M ke dalam pipa U samapai 2 cm dari mulut pipa U.
        2. Dipasang elektroda dan dihubungkan electrode dengan sumbernya, sumber arus 6 volt selama 5 menit.
        3. Dicatat perubahan yang terjadi pada ruang anode dan katode.
        4. Diambil 2 mL larutan dari ruang katode dengan pipet tetes danditambahkan indicator PP/fenolftalein sampai terjadi perubahan, dan dimasukkan 2 mL larutan FeCl­3 0,1 M.
        5. Diambil 2 mL dari ruang anode, ditambahkan 1 mL CHCl3, kemudian dikocok dan diperhatikan lapisan CHCl3.

 

  1. HASIL PENGAMATAN

(Terlampir).

 

  1. ANALISIS DATA
    1. Persamaan Reaksi

Beberapa reaksi redoks

  •    Zn(s) + CuSO4(aq)              Cu(s) + ZnSO4(aq)

Reduksi   : Cu2+ + 2e              Cu                  E0 = +0,340

Oksidasi   : Zn                        Zn2+ + 2e        E0 = +0,761

Cu2+ + Zn             Cu + Zn2+      E0 = +1,101

 

 

  •   Cu(s) + ZnSO4(aq)                  Zn(s) + CuSO4(aq)

Reduksi : Zn2+ + 2e                Zn                  E0 = -0,761

Oksidasi : Cu                          Cu 2+ 2e          E0 = -0,340

Zn2+ + Cu             Zn + Cu2+      E0 = -1,101

 

  •     Reaksi disproporsionasi

H2O2(aq)          MnO2      H2O(l) + O2(g)

-1                           -2         0

reduksi

oksidasi

  • H2O2(aq) + H2SO4 (aq) + KI(aq) + kanji                       K2SO4(aq) + KI(aq) + 2H2O(l)

H2O2(aq) + H2SO4(aq)                        2H2O(l) + SO42-(aq)

SO42-(aq)+ 2KI(aq)                           K2SO4(aq) + I2(aq)

Reduksi   : 2I                  I2 +2e      E0 =

Oksidasi   : H2O2             H2O2         E0 =

 

  • FeCl3 + H2SO4 + KI + Kanji

FeCl3 + KI                              2Fe2+ + 2 KCl3 + I2

Reduksi                             : 2Fe2+ + 2e                   2Fe2+    E0 = -0,882

Oksidasi                             : 2I                   I2 + 2e E0 =

2Fe2+ + 2I             2Fe2+ + I2      E0 =

 

  • Elektrolisis KI

Persamaan reaksi

KI(aq)                       K+(aq) + I(aq)

Reduksi   : 2H2O + 2e              H2 + 2OH

Oksidasi   : 2I                           I2 + 2e        

2H2O + 2I              H2 + 2OH + I2      

 

 

Reaksi Pada Anoda

2I             I2 + 2e

  • Ø 2 mL larutan anoda + CHCl3(aq)

2 CHCl3                       3I2 (tidak bereaksi)

Reaksi Pada Katoda

2H2O + 2e               H2(g) + 2OH(aq)

  • Ø 2ml larutan katoda + indikator pp

H2(g) + 2OH(aq)             H2(g) + 2OH(aq)

  • Ø Larutan katoda + FeCl3

3OH(aq) + FeCl3(aq)                   Fe(OH)3(aq) + 3Cl(aq)

 

  1. PEMBAHASAN

Pada percobaan kali ini akan membahas tentang reaksi redoks dan sel elektrokimia. Reaksi redoks yang berarti reaksi reduksi-oksidasi merupakan istilah yang menjelaskan berubahnya biloks atom-atom dalam sebuah reaksi kimia. Berdasarkan konsep perubahan electron, reaksi oksidasi adalah reaksi yang melepaskan electron. Sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi yang menerima electron. Berdasarkan konsep perubahan biloks, reaksi reduksi adalah reaksi yang melibatkan terjadinya penurunan biloks dan reaksi oksidasi adalah reaksi yang melibatkan terjadinya kenaikan biloks.

Pada percobaan pertama yaitu larutan CuSO4 ditambahkan logam Zn. Larutan CuSO4 yang awalnya berwarna biru tua setelah ditambahkan Zn warna larutan menjadi warna larutan berubah menjadi bening, logam Zn dari warna abu berubah menjadi warna merah bata dan hitam. Keduanya tidak larut serta logam Zn mengelupas dan menghasilkan endapan di dasar tabung reaksi yang menunjukkan adanya proses korosi pada logam Zn.

Pada percobaan larutan ZnSO4 ditambahkan Cu, larutan ZnSO4 yang awalnya berwarna benign setelah dicampurkan logam Cu, larutan tetap benign (tidak terjadi perubahan warna). Dan logam Cu tetap berwarna orange. Tidak adanya perubahan warna menunjukkan tidak ada reaksi yang terjadi antara larutan ZnSO4 dengan logam Cu. Hal ini membuktikan reaksi tidak dapat terjadi secara spontan.

Pada percobaan kedua, yaitu reaksi disproporsionasi. Reaksi disproporsionasi adalah reaksi dimana suatu zat mengalami reaksi oksidasi sekaligus reduksi. Pada percobaan ini larutan H2O2 yang awalnya berwarna benign ditambahkan dengan MnO2 yang berfunsi sebagai katalis dengan warna awal hitam, setelah keduanya tercampur alrutan berubah menjadi warna abu kehitam-hitaman, tabung reaksi menjadi panas, dan mengental. H2O2 pada reaksi akan melepaskan 2 elektron dan akan terbentuk gas O2 (oksigen). MnO2 hanya berfungsi sebagai katalis yang mempercepat reaksi namun tidak mempengaruhi hasil reaksi.

Pada percobaan ketiga, yaitu 5 tetes H2O2 ditambahkan 5 tetes larutan H2SO4 dan 1 tetes larutan kanji dan 10 tets larutan KI. Larutan H2O2 yang awalnya berwarna bening setelah penambahan larutan H2SO4 larutan tetap bening (tidak terjadi perubahan). Lalu setelah penambahan larutan KI larutan tersebut berubah menjadi warna kuning, dan setelah penambahan larutan kanji, larutan H­2O2 + H2SO4 + KI + kanji warnanya menjadi coklat kekunign-kuningan. Pada pencampuran larutan H2O2 dan larutan H2SO4 tidak terjadi perubahan warna, karena larutan H2SO4 hanya berfunsi sebagai katalis dan tidak memengaruhi hasil reaksi dan larutan kanji berfunsi sebagai indicator.

Pada percobaan keempat, yaitu 5 tetes FeCl3 ditambahkan 10 tetes H2SO4 dan 10 tetes KI. Larutan FeCl3 yang berwarna ki=uning setelah ditambahkan 10 tetes larutan KI, larutan berubah menjadi warna bening. Namun setelah penambahan 10 tetes larutan KI, larutan berubah menjadi warna orange. Lalu dilakukan pemanasan, setelah pemanasan larutan bertambah pekat menjadi warna orange tua. Lalu larutanditambah 1 tetes kanji, sehingga berubah menjadi warna hijau muda. Pada reaksi FeCl3 dan KI, ion-ion di dalam akan mereduksi sejumlah zat. Dalam hal ini yang tereduksi adalah Fe3+ menjadi Fe2+, besi mengalami penurunan biloks dari +3 menjadi +2. Fungsi pemanasan larutan pada percobaan ini adalah agar larutan ini cepat terurai menjadi ion masing-masing.

Pada percobaan kelima, yaitu elektrolisis larutan KI. Elektrolisis yaitu proses dimana reaksi kimia terjadi pada electrode yang tercelup dalam elektrolit ketika tegangan diterapkan terhadap electrode tersebut. Pada percoban ini digunakan larutan KI yang dimasukkan ke dalam tabung U. Elektrode dihubungkan dengan sumber 6 volt dalam waktu 5 menit. Pada anode warna larutan KI yang awalnya bening berubah menjadi kuning, namun tidak ada gelembung. Sedangkan pada katode warna larutan KI tetap bening, tidak terjadi perubahan warna namun terdapat banyak gelembung udara.Adanya gelembung udara pada katode menandakan bahwa pada larutan tersebut terdapat aliran listrik. Aliran listrik ini berguna untuk membuat suatu reaksi yang semula tidak spontan menjadi spontan. Sedangkan perubahan warna pada ruang anode disebabkan oleh teroksidasinya 2I             I2 + 2e.

 Kemudian dari katode diambil 2 mL larutan dan ditambahkan indicator fenolftalein. Larutan katoda yang semula berwarna benign berubah warna menjadi ungu setelah penambahan indicator fenolftalein. Perubahan warna yang terjadi pada larutan menunjukkan bahwa larutan bersifat basa, dan mengandung ion OH. Kemudian dari anode diambil 2 mL larutan lalu ditambahkan CHCl3. Pada larutan katode yang tadi ditambahkan FeCl3 dengan warna awal kuning, lau larutan berubah menjadi warna merah seperti the. Perubahan warna merah ini disebabkan Karena OHdiikat oleh FeCl3 dan menunjukkan larutan bersifat asam. Selanjutnya pada larutan anode yang ditambahkan CHCl3 larutan menjadi terpisah, seperti yang terjadi pada minyak dan air. Larutan anode yang berwarna kuning merupakan fase air dan berada diatas. ALrutan CHCl3 tidak bereaksi, emrupakan fase organic, berada di bawah. Larutan anode dan CHCl3 tidak dapat larut. Pembentukan dua fase ini disebut ekstraksi.

 

  1. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan dapat ditarik beberapa kesimpulan.

  • Ø Reaksi redoks menjelaskan berubahnya biloks atom-atom dalam reaksi kimia. Reaksi disproporsionasi adalah reaksi dimana suatu zat mengalami reaksi oksidasi dan reduksi.
  • Ø Pada elektrolisis larutan KI, anode mengalami oksidasi dan katode mengalami reduksi. Pada larutan anode terbentuk 2 fase, yaitu fase air (larutan anode) dan fase organic (larutan CHCl3).

Anonim. 2012. Sel Elektrokimia. www.catatankimia.com. Diakses Pada : Sabtu, 21 April 2012. Jam : 15.42 WITA. Mataram.

Dogra. 2005. Kimia Fisika. Jakarta : Universitas Indonesia.

Rivai. 2007. Kimia Organik Universitas. Jakarta : Balai Pustaka.

Shevla, G. 2003. Buku Teks Analisis Anorganil Kualitatif Makro Dan Semimikro Bagian I. Jakarta : PT. Kalman Media Pusaka

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s