03 KIMIA 12 2013

Siswa dapat menjelaskan dan menentukan nilai berbagai sifat koligatif larutan elektrolit dan nonelektrolit

1. Menjelaskan sifat-sifat koligatif larutan non-elektrolit dan non-elektrolit.

Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Nilai Indikator

Kreatif Mengidentifikasi titik didih berbagai larutan.

Pada bab ini akan dipelajari:

1. Pengertian, Jenis Sifat Koligatif, dan Satuan Konsentrasi 2. Sifat Koligatif Larutan Nonelektrolit

3. Sifat Koligatif Larutan Elektrolit

Model Pengintegrasian Nilai Pendidikan Karakter

1.1 Menjelaskan penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku larutan, dan tekanan osmosis termasuk sifat koligatif larutan. 1.2 Membandingkan antara sifat

koligatif larutan nonelektrolit dengan sifat koligatif larutan elektrolit yang konsentrasinya sama berdasarkan data percobaan.

Menjelaskan pengertian, jenis sifat koligatif, dan satuan konsentrasi

Menjelaskan sifat koligatif larutan nonelektrolit

Menjelaskan sifat koligatif larutan elektrolit

Menjelaskan satuan konsentrasi yang digunakan dalam perhitungan

sifat koligatif

• Menjelaskan pengertian sifat koligatif larutan nonelektrolit • Menjelaskan pengaruh zat

terlarut yang sukar menguap terhadap tekanan uap pelarut • Menghitung tekanan uap larutan

nonelektrolit berdasarkan data percobaan

• Menjelaskan diagram P-T untuk menafsirkan penurunan tekanan uap, titik beku, dan kenaikan titik didih larutan

• Menjelaskan pengertian osmosis dan tekanan osmotik serta terapannya

• Menghitung tekanan osmotik larutan nonelektrolit

• Menghitung tekanan uap larutan elektrolit menggunakan faktor-faktor Van’t Hoff berdasarkan data percobaan

• Menghitung penurunan titik beku larutan elektrolit dan nonelektrolit • Menentukan kenaikan titik didih suatu zat cair akibat penambah-an zat terlarut melalui percobapenambah-an • Menghitung kenaikan titik didih larutan elektrolit dan nonelektrolit • Menghitung tekanan osmotik

larutan elektrolit

• Menganalisis data percobaan untuk membandingkan sifat koligatif larutan elektrolit dan nonelektrolit

Siswa mampu menghitung konsentrasi suatu larutan yang

digunakan dalam sifat koligatif

Siswa mampu menjelaskan sifat-sifat larutan nonelektrolit melalui grafik dan

perhitungan

Siswa mampu menjelaskan sifat-sifat larutan elektrolit melalui pengamatan

dan perhitungan Sifat Koligatif Larutan

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: e

m =

×

= ×

= 0,1 m 2. Jawaban: c

x_metanol =

+

= ₊ = 0,64

Berat metanol = 0,64 × 100% = 64% 3. Jawaban: c

1 molal artinya 1 mol zat terlarut dalam 1.000 gram pelarut.

4. Jawaban: d

Fraksi mol NaOH = 0,05

Fraksi mol H₂O = 1 – 0,05 = 0,95 M_r air = 18

Molalitas (m) = ×_× = 2,92 5. Jawaban: c

46% massa etanol berarti 46 gram etanol dan 54 gram air.

m =

×

= ×

= 18,52 molal B. Uraian

1. Larutan 6 gram urea dalam 200 gram air.

Jumlah mol urea =

− = 0,1 mol Massa pelarut = 200 gram = 0,2 kg m = = = 0,5 mol kg–1

2. M_r CH₃COOH = 60 g/mol M_r H₂O = 18 g/mol n_CH

3COOH =

= 0,25 mol = n₁ n_H

2O =

= 5 mol = n2 x_CH

3COOH =

+ =

+ = 0,05 x_H

2O = 1 – 0,05 = 0,95

3. Dalam 100 gram larutan urea 20% terdapat 20 gram urea dan 80 gram air.

Jumlah mol air =

− = 4,44 mol Jumlah mol urea = − = 0,33 mol

x_urea =

+ = 0,069

4. Dalam 100 gram larutan glukosa 12% terdapat: glukosa 12% = × 100 g = 12 gram

air (pelarut) = 100 – 12 = 88 gram

Jumlah mol glukosa = − = 0,067 mol Massa pelarut = 88 gram = 0,088 kg

m = = = 0,76 mol kg–1 5. M_r HCl = 36,5 g/mol

Massa larutan = 1.000 ml × 1,1 gram/ml = 1.100 gram

Massa HCl = × 1.100 gram = 200,75 gram

Massa H₂O = (1.100 – 200,75) gram = 889,25 gram

n_HCl = = 5,50 mol n_H

2O =

= 49,96 mol x_HCl = ₊ = 0,1 x_H

π=

× × R × T

0,947 =

×

× 0,082 × 328 M_r alkana = 71,8 = 72

Rumus alkana: C_nH_{2n + 2} C_nH_{2n + 2}= 72 n(A_r C) + {(2n + 2)(A_r H)} = 72 12n + {(2n + 2)(1)} = 72 12n + 2n + 2 = 72 14n = 70 n = 5

Jadi, rumus molekul gas alkana tersebut C₅H₁₂. 6. Jawaban: d

π= M · R · T

π=

· R · T

Larutan yang memiliki tekanan osmotik paling besar yaitu larutan yang perbandingan

paling besar.

Larutan 1;

= 0,1 ×

= 0,5

Larutan 2; = 0,1 × = 0,25 Larutan 3; = 0,2 × = 0,67 Larutan 4; = 0,2 × = 0,8 Larutan 5; = 0,2 × = 0,4

Jadi, tekanan osmotik paling besar dimiliki oleh larutan 4.

7. Jawaban: e

Besarnya kenaikan titik didih larutan sebanding dengan konsentrasi molal (m) sehingga dalam pelarut yang sama, semakin tinggi konsentrasi molalnya, maka titik didih larutan itu juga semakin tinggi. Dengan demikian, larutan sukrosa 0,5 m mempunyai titik didih paling tinggi.

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d

∆T_b = 100,026°C – 100°C = 0,026°C ∆T_b = K_b ×

×

0,026 = 0,52 ×

×

M_r = 342 g/mol

2. Jawaban: d

Oleh karena larutan isotonik, tekanan osmotik zat X sama dengan tekanan osmotik gula.

π_{zat X} = π_C 12H22O11

×

× 0,082 × T1 =

×

× 0,082 × T2

= 0,05 M_r X = M_r X = 180 g/mol 3. Jawaban: c

∆T_b = mK_b

∆T_b =

−

× K_b

0,48°C = − × K_b

K_b =

!° × × −

= 3,84 °C kg mol–1 Tetapan titik didih molal kloroform K_b = 3,84°C kg mol–1_.

4. Jawaban: d

Adanya zat terlarut nonvolatil dalam suatu pelarut cair mengakibatkan penurunan tekanan uap jenuh. Semakin besar konsentrasi zat terlarut nonvolatil yang ditambahkan, semakin besar penurunan tekanan uap jenuh yang teramati atau semakin kecil tekanan uap jenuh. Jadi, urutan larutan yang mempunyai tekanan uap dari yang paling kecil hingga paling besar yaitu R, Q, T, P, dan S. 5. Jawaban: b

Massa = ρ × volume = 2,53 g/L × 0,2 L = 0,506 gram π = 720 mmHg = 0,947 atm

T = 55°C + 273 = 328 K π = M · R · T

Suhu (°C)

T

e

k

a

n

a

n

(

a

tm

)

K L I H

E F Larutan Pelarut murni

Gas Padat

Cair 1 atm

0°C _100°C

Titik beku larutan

Titik beku air

Titik didih air

Titik didih larutan

∆T_{1 ∆}T₂ 8. Jawaban: a

ρair = 1 g/ml

Jika volume air = 1 L, massa air = 1.000 gram ∆T_b=

" " ×

× Kb 0,15 = × × K_b

K_b= 0,22°C/m

Jadi, besarnya K_b sukrosa 0,22°C/m. 9. Jawaban: c

∆T_b=

" " ×

× Kb benzena 1,25 = ×

× 2,53

p = × 1.000 × 2,53 × atau = 4,5 × 103 _×

× 10. Jawaban: b

Adanya zat terlarut pada suatu larutan memengaruhi titik didih larutan, yaitu mengakibatkan titik didih larutan lebih tinggi dari titik didih pelarut murninya.

11. Jawaban: b

∆T_b= T_b larutan – T_b pelarut = 102,08°C – 100°C = 2,08°C

∆T_b= ×

× Kb 2,08 =

×

× 0,52 p = 750 gram

Pelarut ditambah 250 gram p = (750 + 250) gram

= 1.000 gram

∆T_b= × × 0,52 = 1,56°C

T_b larutan = T_b pelarut + ∆T_b = 100°C + 1,56°C = 101,56°C

Jika larutan ditambah pelarut, titik didih larutan mengalami penurunan.

12. Jawaban: b

∆T_b=

×

× Kb

=

×

× 1,8

∆T_b= titik beku pelarut – titik beku larutan 0,36 = 0° – titik beku larutan

Jadi, titik beku larutan tersebut adalah –0,36°C. 13. Jawaban: b

200 ml = 0,2 liter dan 27°C = 300 K π =

# × R × T

= _× × (0,082)(300) = 2,46 atm

14. Jawaban: b

∆T_f = 0 – (–0,28) = 0,28° ∆T_f =

×

× Kf 0,28 = × × 1,86 g = 3 gram

15. Jawaban: c

g (massa zat terlarut) = 24 gram V (volume air) = 250 ml = 0,25 L T = 27 + 273 = 300 K

π = 32,8 atm

R = 0,082 L atm/mol K π= M · R · T 32,8 =

×

# × R × T 32,8 =

×

× 0,082 × 300 M_r= 72

B. Uraiant! 1. ∆T_b= K_b ×

×

= 0,52 × ×

= 0,42°C

T_b larutan glukosa = ∆T_b air + ∆T_b = (100 + 0,42)°C = 100,42°C 2. n_air = n_A = = 55

P = x_A – P0

= $

$ &

+ · P0 17,37 =

&

+ × 18 n_B= 2

n_B= n_{zat X} 2 =

M_r= 60

3. ∆T_b = (100,65 – 100)°C = 0,65°C

Misal kadar gula dalam larutan = a% dalam 100 gram larutan:

– Gula = × 100 gram = a gram – Air = (100 – a) gram

∆T_b = ×

× Kb 0,65 =

×

− × 0,52

0,4275 = ₋ 42,75 – 0,4275a = a

1,4275a = 42,75 a = 29,95

= 30

Jadi, kadar gula dalam larutan 30%.

4. ∆T_b= 101,3 – 100 = 1,3°C ∆T_b =

×

× Kb 1,3 =

×

× 0,52

M_r = 180

Rumus molekul = (CH₂O)_n M_r= (12 + 2 × 1 + 16) × n 180 = 30 × n

n = 6

Rumus molekul senyawa tersebut C₆H₁₂O₆. 5. n_p (mol pelarut, H₂O) =

−

×

= 5,56 mol

n_t (mol terlarut formamid) =

'*< −

=

'*< mol

∆P = P° – P = x_t × P° x_t = >° −_>°>

= ? _?− ?

= 1,9 × 10–2

x_t =

+

Untuk larutan encer, harga n_t sangat kecil dibandingkan n_p. Oleh karena itu, harga n_t + n_p dapat dianggap sama dengan n_p saja sehingga x_t =

.

1,9 × 10–2 ₌

'*<

M_r formamid =

× −

=

= 45,45

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: e

∆T_f terbesar terdapat dalam senyawa dengan jumlah ion terbanyak untuk Na₂SO₄·Al₂(SO₄)₃ → n = 8.

2. Jawaban: e

Untuk larutan NaCl (elektrolit) akan terurai menurut reaksi:

NaCl Na+ _{+ Cl}– _{(n = 2)} Penurunan titik beku: n = 2, valensi 1, m = 0,4 m

∆T_f= m · K_f {1 + (n – 1)α} 1,488= 0,4 · 1,86 {1 + (2 – 1)α}

α= 1 3. Jawaban: a

Elektrolit biner → n = 2 ∆T_b= 100,175 – 100 = 0,75°C

∆T_b= {1 + (n – 1)α} · ·

· Kb 0,75 = {1 + (2 – 1)0,5} ×

×

× 0,5

0,75 = 1,5 × 0,75 =

M_r= = 60 4. Jawaban: b

AlCl₃ Al3+ _{+ 3Cl}– _{(n = 4)} M_r AlCl₃ = 27 + (3 × 35,5) = 133,5 ∆T_b =

·

· Kb ·{1 + (n – 1)α}

=

·

· Kb · {1 + (4 – 1)0,8} = 0,3536

= 0,354°C 5. Jawaban: d

K₂SO₄(aq) 2K+_{(aq) + SO} 4 2–_(aq) n = 3

K₂SO₄ terionisasi sempurna, berarti α = 1. ∆T_b= i(m · K_b)

= {1 + (n – 1)α}(m · K_b)

= {1 + (3 – 1)1} × 0,1 m × 0,52°C m–1 = 0,156°C

Titik didih larutan = (100 + 0,156)°C = 100,156°C

6. Jawaban: d

17,4 gram K₂SO₄ dilarutkan ke dalam 250 gram air (K_b air = 0,52°C/molal)

Untuk larutan elektrolit berlaku rumus: ∆T_b= m · K_b · i

i = {1 + (n – 1)α) m = konsentrasi molal α = derajat disosiasi i = faktor Vant Hoff

K₂SO₄ termasuk elektrolit kuat (terionisasi sempurna, α = 1), jadi:

K₂SO₄→ 2K+_SO 4

–2 _{jadi n = 3} i = {1 + (3 – 1)1}

i = 3

∆T_b= m · K_b · i

= ( × ) × 0,52 × 3 = 0,624°C

7. Jawaban: a

Isotonik ⇒ π_darah = π_NaCl 7,626 = "@!

× 0,082 × 310 × {1 + (2 – 1)1} mol NaCl = 0,15

Massa NaCl = mol NaCl × M_r NaCl = 0,15 × 58,5

= 8,775 gram

Jadi, massa NaCl yang harus dilarutkan sebesar 8,775 g.

8. Jawaban: b

Urea merupakan nonelektrolit, sedangkan magne-sium sulfat (MgSO₄) elektrolit kuat (n = 2). ∆T_b = K_b × (mol_urea + mol_MgSO4 · i) ×

= 0,5 × ( +

× 2) ×

= 0,5 × ( ) × 20 = 1°C T_b = (100 + 1)° C = 101°C 9. Jawaban: e

Dari rumus kenaikan titik didih terlihat bahwa jika i > 1, kenaikan titik didih untuk larutan elektrolit umumnya lebih besar daripada larutan nonelektrolit. Pada soal, yang merupakan larutan elektrolit adalah:

1) MgCl₂ (magnesium klorida) MgCl₂ dalam air terurai menjadi MgCl₂→ Mg2+ _{+ 2Cl}– _{n = 3}

2) NaCl, dalam air terurai menjadi NaCl → Na+ _{+ Cl}– _{n = 2} 3) alkohol, dalam air terurai menjadi

C₂H₅OH → C₂H₅+ _{+ OH}– _{n = 2}

Oleh karena harga n paling besar dimiliki MgCl₂, kenaikan titik didihnya yang paling besar adalah larutan MgCl₂ (molalitas sama).

10. Jawaban: c

Larutan isotonik adalah larutan yang memiliki tekanan osmotik sama. Larutan NaCl = larutan elektrolit kuat, α = 1 dan terurai menjadi:

π= M · R · T · i

= 0,3 · RT(1 + (2 – 1) · 1) = 0,6RT

1) Larutan 0,1 M urea (nonelektrolit) π = 0,1RT

2) Larutan KNO₃, n = 2 π = 0,2 · RT · 0,2 = 0,4RT

3) Larutan 0,6 M glukosa (nonelektrolit) π = 0,6RT

4) Larutan asam sulfat H₂SO₄→ n = 3

π = 0,4 · RT · 3 = 1,2RT 5) Larutan 0,3 M natrium sulfat

Na₂SO₄→ n = 3

π = 0,3 · RT · 3 = 0,9RT

Jadi, larutan yang isotonik dengan NaCl 0,3 M adalah larutan glukosa 0,6 M.

11. Jawaban: e

Tekanan osmotik sama jika jumlah zat terlarut sama.

Jumlah ion = 0,1 mol NaCl 500 ml = 2 × 0,1 × = 0,4 mol/L

Jumlah mol urea = 0,4 × = 0,4 mol/L 12. Jawaban: b

i_KCl = {1 + (2 – 1)1} = 2 i_CaCl

2

= {1 + (3 – 1)1} = 3

ρ_air = 1 g/ml → massa air = 500 gram ∆T_b = {

"Y!

"Y! ×

× Kb × iKCl}

+ {

"!! "!! ×

× Kb × iCaCl₂} = {(mol KCl × i_KCl) + (mol CaCl₂ × i_CaCl

2)} × × K_b

∆T_b = _×_ + _  

× ×

× 0,5

= 2,5°C

Titik didih larutan = 100°C + 2,5°C = 102,5°C 13. Jawaban: d

Untuk 100 gram larutan:

– Massa NaOH = × 100 = 4 gram – Massa air = 100 – 4 = 96 gram NaOH → n = 2

∆T_f= ×

× Kf × {1 + (n – 1)α} =

×

× 1,86 × {1 + (2 – 1)1} = 3,88°C

T_f = 0 – 3,88 = –3,88°C 14. Jawaban: c

NaCl → Na+ _{+ Cl}– n = 2

α = 80% = 0,8 g = 12 gram

M_r NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 V = 600 ml = 0,6 L

T = 27°C = 300 K π = {1 + (n – 1)α} ×

×

# × R × T

= {1 + (2 – 1)0,8} × × × 0,082 × 300 = 15,14 atm

15. Jawaban: b

NaOH adalah elektrolit kuat (α = 1) dengan jumlah ion n = 2. Jadi, i = n.

∆T_b= K_b × ×

× {1 + (n – 1)α} 100,2 – 100 = 0,5 × Z × × 2

0,2 = 0,5 × Z × 4 x = = 4 gram B. Uraian

1. p = 300 ml × 1 g/ml = 300 gram CH₃COOH → n = 2

M_r CH₃COOH = 12 + 3 × 1 + 12 + 2 × 16 + 1 = 60 ∆T_f=

·

· Kf {1 + (2 – 1) α} 0 – (–7,03) = · · 1,86 · {1 + (2 – 1) α}

7,03 = 4,133 (1+ α)

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: b

∆T_d= T_d – T_d = 100,65 – 100 = 0,65

∆T_d = ·

· Kd 0,65 =

·

· 0,52

a = 450 gram 2. Jawaban: c

∆T_b= T_b – T_b = 0 – (–5) = 5 ∆T_b =

·

· Kd 5 =

·

· 1,86 M_r = 223

3. Jawaban: b Isotonik → π₁ = π₂ C₁ · R₁ · T₁ = C₂ · R₂ · T₂ Jika T₁ = T₂ maka C₁ = C₂.

# =

# n₂=

# # × n1 = × mol = mol M_r X =

= 138

2. K₂SO₄ 2K+_{(aq) + SO} 4

2–_{(aq) n = 3} K₂SO₄ terionisasi sempurna, berarti α = 1. ∆T_b = i(m · K_b)

= {1 + (n – 1) α}(m · K_b)

= {1 + (3 – 1)1} × 0,1 m × 0,52°Cm–1 = 0,156°C

Titik didih larutan = (100 + 0,156)°C = 100,156°C

3. Jumlah mol MgCl₂ = − = 0,011 mol

Molalitas larutan = = 0,022 mol kg–1 Molaritas larutan juga dapat dianggap = 0,022 mol/liter karena ρ_air = 1 kg/L.

i = 1 + (n – 1) α = 1 + (3 – 1) 0,9 = 2,8

1) ∆T_b= K_b · m · i = 0,52 · 0,22 · 2,8 = 0,032°C

Titik didih larutan = 100 + 0,032°C = 100,032°C

2) ∆T_f = K_f · m · i = 1,86 · 0,22 · 2,8 = 0,115°C

Titik beku larutan = 0 – 0,115°C = –0,115°C

3) Molaritas larutan juga dapat dianggap = 0,022 mol/liter.

π = M · R · T · i

= 0,22 · 0,08205 · 298 · 2,8 = 1,51 atm

4. NaCl → Na+ _{+ Cl}–_{; n = 2} π = {1 + (n – 1)α} ×

×

# × R × T 17,28 = {1 + (2 – 1)0,8} × × × 0,082 × 300 17,28 = (1,8) × × 2 × 24,6

g = _{× ×}× = 11,4 gram

Jadi, massa NaCl yang dilarutkan sebanyak 11,4 gram.

5. ∆T_b= {(i × mol KCl) + (i × mol CaCl₂) × × K_b = {(2 × ) + (3 ×

)} ×

× 0,5

= 1,5

4. Jawaban: c

Untuk 100 gram larutan NaCl, massa NaCl = × 100 gram = 10 gram.

m = ×

=

×

= 1,89 = 1,90 m 5. Jawaban: b

Untuk 100 gram larutan etanol, massa etanol (C₂H₅OH) =

× 100 g = 20 g. Massa pelarut = (100 – 20) g = 80 g m =

×

=

× = 5,43 6. Jawaban: d

NaCl → Na+ _{+ Cl}–

n = 2; α = 80% = 0,8; g = 12 g M_r NaCl = 23 + 23,5 = 58,5 V = 600 ml = 0,6 L

T = 27°C = 300 K π = {1 + (n – 1)α} ·

·

# · R · T

= {1 + (2 – 1)0,8} · · · 0,082 · 300 = 15,14 atm

7. Jawaban: a

Besar penurunan titik beku sebanding dengan konsentrasi molal (m). Semakin kecil penurunan titik beku larutan, maka titik beku larutan tersebut semakin tinggi sehingga titik beku tertinggi dimiliki larutan dengan konsentrasi molal (m) terkecil, yaitu pada glukosa 0,05 M.

8. Jawaban: e

∆T_f = 0 – (–3,1) = 3,1°C ∆T_f =

·

· Kf 3,1 =

·

· 1,86 M_r = 80

9. Jawaban: d

35% massa etanol berarti 35 gram etanol dan 65 gram air.

m = ×

=

× = 11,7

10. Jawaban: b

K – L: perubahan titik beku larutan K – R: proses mencair larutan T – M: proses menguap pelarut M – N: perubahan titik uap larutan T – R: perubahan titik tripel larutan 11. Jawaban: c

M_r glukosa = 180 g/mol M_r H₂O = 18 g/mol

n glukosa = = 0,1 mol = n_t n H₂O =

= 5 mol = np x_glukosa =

+ =

+ =

= 0,2 x_H

2O = 1 – 0,2 = 0,8 12. Jawaban: d

Fungsi penambahan etilen glikol ke dalam radia-tor mobil adalah untuk menurunkan titik beku air dalam radiator. Proses desalinasi air laut adalah proses mengubah air laut menjadi air tawar dengan cara memisahkan garamnya. Proses desalinasi dapat dilakukan dengan teknik osmosis balik dengan tekanan tinggi. Proses ini menggunakan membran berskala molekul untuk memisahkan air dari pengotornya.

13. Jawaban: b

∆T_b = (102,6 – 100)°C = 2,6°C M_r Ca(OH)₂ = 74

∆T_b=

×

× Kb × {1 + (n – 1)α} 2,6 =

×

× 0,52 × {1 + (3 – 1)α} 2,6 = 1,04 × {1 + 2α}

2,6 = 1,04 + 2,08α α= = 0,75 %α = 0,75 × 100% = 75%

Jadi, derajat ionisasi basa (Ca(OH)₂) sebesar 75%. 14. Jawaban: b

M = 0,1 M

CdSO₄→ Cd2+ _{+ SO} 4 2–

n = 1 + 1 = 2 α = 0,75

T = 27°C = (27 + 273) = 300 K R = 0,082

π = . . .?

π= M · R · T{1 + (n – 1)α}

= 0,1 · 0,082 · 300 · {1 + (2 – 1)0,75} = 4,3 atm

15. Jawaban: e

α_H

2SO4 = 1 p = 250 g K_b = 0,52°C g = 24,5 g M_r = 98 ∆T_b = . . .?

H₂SO₄→ 2H2+ _{+ SO} 42– n = 2 + 1 = 3

∆T_b= m · K_b · {1 + (n – 1)α}

=

·

· 0,52 · {1 + (3 – 1) 1} = 1,56°C 16. Jawaban: a

mol urea = = 0,5 mol mol air = = 4,5 mol

x_urea = _{+ *} = ₊ = 0,10 17. Jawaban: c

Sifat koligatif larutan merupakan sifat fisik larutan yang bergantung dari banyaknya zat terlarut yang ada dalam larutan (molalitasnya), tetapi tidak bergantung pada jenis zat yang dilarutkan. 18. Jawaban: e

Larutan tersebut diukur pada keadaan yang sama saat 6 gram zat X dilarutkan dalam 12 liter gas etana pada tekanan 38 cmHg. Suhu etana: π = M · R · T (etana)

38 cmHg = 380 mmHg = 0,5 atm 0,5 = × × 0,082 × T T = 365,85 K

M_r zat X: π = M · R · T (zat X) 19 cmHg = 190 mmHg = 0,25 atm 0,25 =

×

× 0,082 × 365,85 M_r zat x = 95,9 ≈ 96

Jadi, M_r zat X adalah 96 gram/mol. 19. Jawaban: e

∆T_b = m · K_b

∆T_b=

−

× K_b 0,68 = − _{× K}

b

0,68 =

× Kb

K_b= × = 5,44°C kg mol–1

Jadi, tetapan titik didih molal kloroform K_b = 5,44 °C kg mol–1_.

20. Jawaban: d

Tekanan osmotik (π) dihitung dengan rumus: π = M ·

#· R · T

Jika volume semua larutan sama, misal dianggap 1 liter dan suhu perhitungan adalah tetap, tekanan osmotik berbanding lurus dengan jumlah mol zat terlarut. Semakin besar mol zat terlarut, tekanan osmotik semakin besar. Jadi, tekanan osmotik yang paling rendah terdapat pada gambar larutan S.

21. Jawaban: a

Untuk larutan gula dalam air: ∆T_b = 105,2 – 100 = 5,2°C

∆T_b= m_gula · K_b m_gula= 1 ·

= 10 m

5,2 = 10 · K_b

K_b= 0,52 (pelarut air)

Untuk larutan alkohol dalam air, pelarutnya adalah air, K_b = 0,52.

Kenaikan titik didih = ∆T_b = 5,2.

Misalkan alkohol yang dilarutkan dalam 100 gram air = x mol, maka:

∆T_b= m_alkohol · K_b 5,2 = x ·

· 0,52 x = 1 mol

22. Jawaban: d P° = 31,8 mmHg x = 0,056 mol

Tekanan uap jenuh larutan = tekanan uap pelarut → ∆P

∆P = x · P°

∆P = 0,056 · 31,8 = 1,7808 Tekanan uap larutan = 31,8 – 1,78

= 30,02 mmHg 23. Jawaban: b

∆T_b= ·

· Kb

∆T_b = ·

· 1,8

∆T_b= titik beku pelarut – titik beku larutan 0,36 = 0° – titik beku larutan

Titik beku larutan = –0,36°C. 24. Jawaban: d

Tekanan uap larutan diperoleh dari rumus P = P° – ∆P. Semakin besar jumlah partikel zat terlarut dalam jumlah mol pelarut yang sama, tekanan uap larutannya semakin kecil. Di antara pilihan jawaban tersebut larutan yang memiliki

jumlah partikel zat terlarut terbanyak adalah gambar 1 sehingga tekanan uap larutan terkecil terdapat pada larutan nomor 1. Urutan tekanan uap larutan dari yang kecil ke yang besar yaitu 1 < 3 < 2 < 5 < 4. Jadi, tekanan uap larutan terbesar terdapat pada larutan nomor 4.

25. Jawaban: d

Tekanan osmotik dirumuskan dengan π = M · R · T, di mana M =

·

atau M =

# , V dalam liter. Jika R = 0,082 L · atm · mol–1 _K–1 _{dan T =} tetap maka π =

#.

a. π = = 0,5 atm b. π = = 1 atm

c. π = = 0,67 atm

d. π = = 2 atm

e. π = = 0,4 atm

Jadi, tekanan osmotik terbesar terdapat pada larutan 4, yaitu sebesar 2 atm.

26. Jawaban: d

Jika ke dalam suatu pelarut dilarutkan suatu zat terlarut, titik didih larutan yang terbentuk akan lebih tinggi daripada titik didih pelarut murni. Hal ini disebut kenaikan titik didih (∆T_b). Untuk zat terlarut elektrolit besar kenaikan titik didih dapat dihitung sebagai berikut.

∆T_b = K_b × m × i = K_b × _> × × i di mana: i = {1 + (n – 1)α}

n = jumlah ion α = derajat ionisasi Untuk Fe₂(SO₄)₃:

n = 5, M_r = 400, dan α diketahui = 0,8 ∆T_b= 0,52 ×

×

× {1 + (5 – 1)0,8} = 0,437°C

27. Jawaban: a

∆T_b= m · K_b

Jadi, kenaikan titik didih larutan (∆T_b) = K_b apabila m (molalitas larutan) = 1 molal.

28. Jawaban: a

Larutan 1) dan 2) mempunyai titik beku yang sama karena kedua larutan merupakan larutan elektrolit yang molalitasnya sama.

29. Jawaban: a i = 1 + (n – 1) α 3 = 1 + (n – 1) 1 n – 1 = 2

n = 3

∆T_b = (101,5 – 100)°C = 1,5°C ∆T_b=

·

· Kb · i 1,5 =

·

· 0,52 · 3 M_r = 97,76 ≈ 98

Jadi, senyawa tersebut mempunyai n = 3 dan M_r = 98.

H₂SO₄; n = 3 dan M_r = 98 HNO₃; n = 2 dan M_r = 63 NaOH; n = 2 dan M_r = 40 CaCl₂; n = 3 dan M_r = 111 Ba(OH)₂; n = 3 dan M_r = 171 30. Jawaban: e

Meskipun kedua larutan mempunyai molalitas yang sama, tetapi penurunan titik beku dan kenaikan titik didih larutan garam lebih besar daripada larutan gula. Hal ini karena larutan garam merupakan larutan elektrolit kuat yang dapat terionisasi menjadi ion Na+ _{dan ion Cl}–_.

NaCl(s)→ Na+_{(aq) + Cl}–_(aq)

Dengan demikian, dalam larutan garam terdapat 1 mol ion Na+ _{dan 1 mol ion Cl}– _{atau 2 mol garam.} Adapun dalam larutan gula (nonelektrolit) tidak dapat terionisasi.

C₁₂H₂₂O₁₁(s)→ C₁₂H₂₂O₁₁(aq)

Dengan demikian, dalam larutan gula hanya terdapat 1 mol gula.

B. Uraian

1. P° = 18 mmHg n_A = 0,75 mol n_B = 0,25 mol ∆P = x_B · P°

= & $ &

+ · P°

= ₊ · 18 mmHg

= 4,5 mmHg

Jadi, penurunan tekanan uap jenuh larutan pada suhu 20°C tersebut sebesar 4,5 mmHg

2. ∆T_f= m · K_f 0,372 = m · 1,86

m = 0,2 molal ∆T_b= m · K_b

= 0,2 · 0,52 = 0,104°C

Titik didih urea = 100 + 0,104 = 100,104°C 3. Massa larutan = 100 ml × 1,04 g/ml

= 104 gram ∆T_f =

·

· Kf 0 – (–3,44°C) = Z · _−Z · 1,86°C

= 3,44°C

1.860x = 21.456,6 – 206,4x 2.066,4x = 21.465,6

x = 10,4 gram

% massa CO(NH₂)₂ = × 100% = 10% 4. ∆T_b=

·

· Kb

1 =

·

· Kb K_b = 1,22 °C/m

5. massa sukrosa = 6,84 gram M_r sukrosa = 342

R = 0,082 L atm mol–1_K–1 V_larutan = 2 L

T_larutan = 25 + 273 = 298 K π = M × R × T

=

×

# × R × T =

×

× 0,082 × 298 = 0,24 atm

Jadi, tekanan osmotik larutan sukrosa sebesar 0,24 atm.

6. ∆T_b = (100,416 – 100)°C = 0,416°C Misal: massa glukosa = x gram

massa urea = (27 – x) gram ∆T_b= {

× × K_b} + {

×

× Kb}

0,416 = {(Z ) + (−Z)} × × 0,52 0,416 = Z+ Z− × 2,08

74,88 = –4,16x + 168,48 4,16x = 93,6

x = 22,5 gram

Massa glukosa = x = 22,5 gram Massa urea = (27 – x)

= 27 – 22,5 = 4,5 gram

Jadi, perbandingan massa glukosa : urea = 22,5 : 4,5 = 5 : 1.

7.

∆T_b= m · K_b =

·

· Kb (100,26 – 100) =

·

· 0,52 0,26 =

]

M_r= ] = 60

Jadi, massa molekul relatif zat itu = 60. 8. a. 0,300 g urea = −

= 5 · 10–3 _mol Molalitas larutan =

]

]

− − = 0,5 mol kg–1 ∆T_b= m · K_b

= 0,5 mol kg–1 _{· 0,512°C kg mol}–1 = 0,256°C

Titik didih larutan

= titik didih pelarut murni (H₂O) + ∆T_b = 100,00°C + 0,256°C

= 100,256°C b. ∆T_f = m · K_f

= 0,5 mol kg–1 _{· 1,86°C kg mol}–1 = 0,93°C

Titik beku larutan

= titik beku pelarut murni (H₂O) – ∆T_f = 0,00°C – 0,93°C

9. Larutan hipotonik merupakan larutan yang memiliki tekanan osmotik lebih rendah.

Larutan H₂SO₄ 0,3 M π= 0,3 · R · T · i

= 0,3 · R · T · {1 + (3 – 1)1} = 0,9 · R · T

Larutan hipotonik berarti larutan yang memiliki tekanan osmotik kurang dari 0,9 RT.

a. Glukosa 0,9 M → nonelektrolit π= 0,9R · T (isotonik)

b. KNO₃ 0,6 M → n = 2 π= 0,6 · R · T · {1 + (2 – 1)1}

= 1,2R · T (hipertonik) c. urea 0,3 M → nonelektrolit

π= 0,3R · T (hipotonik) d. Na₂SO₄ 0,2 M → n = 3

π= 0,2 · R · T · {1 + (3 – 1)1} = 0,6R · T (hipotonik)

Jadi, larutan yang bersifat hipotonik terhadap larutan H₂SO₄ 0,3 M yaitu urea 0,3 M dan Na₂SO₄ 0,2 M.

10. ρ = _# → m = ρ · V = 1 kg/L · 12 L = 12 kg = 12.000 g

∆T_f =

·

· Kf

= ·

· 1,86

= 12,5°C

Jadi, titik beku mengalami penurunan sebesar 12,5°C atau titik bekunya menjadi –12,5°C. Jika zat yang ditambahkan berupa zerone (methyl alcohol, CH₃OH), untuk menghasilkan produk yang titik bekunya sama dibutuhkan massa zerone sebagai berikut.

∆T_f=

·

· Kf 12,5 =

·

· 1,86

g = 2.580,6 g = 2,58 kg

Jadi, massa zerone yang diperlukan sebanyak 2,58 kg.

2. Menerapkan konsep reaksi oksidasi-reduksi dan elektrokimia dalam teknologi dan ke-hidupan sehari-hari.

Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Nilai Indikator

2.1 Menerapkan konsep reaksi oksidasi-reduksi dalam sistem elektro-kimia yang melibatkan energi listrik dan ke-gunaannya dalam mencegah korosi dan dalam industri.

Peduli lingkungan

Membuang baterai bekas ke tempat pembuangan sampah B₃.

Pada bab ini akan dipelajari:

1. Persamaan Reaksi Redoks 2. Sel Elektrokimia

Model Pengintegrasian Nilai Pendidikan Karakter

Redoks dan Penerapannya

• Menentukan bilangan oksidasi dan persamaan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi dan perubahan bilangan oksidasi • Mengamati peristiwa reaksi redoks

Menjelaskan sel elektrokimia

• Menjelaskan terjadinya reaksi redoks spontan berdasarkan harga potensial reduksi

• Menggambarkan rangkaian sel Volta dan menuliskan notasi selnya • Menuliskan lambang sel dan reaksi-reaksi yang terjadi pada sel Volta • Menentukan potensial sel dari data

potensial reduksinya

• Menjelaskan penerapan sel Volta dalam kehidupan

Siswa dapat menuliskan persamaan reaksi oksidasi-reduksi dalam sistem elektrokimia dan menentukan harga potensial sel Volta

berdasarkan harga potensial reduksinya Menjelaskan persamaan

reaksi redoks

Siswa mampu menjelaskan rangkaian sel Volta dan penerapannya Siswa mampu menjelaskan reaksi

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: d

Reaksi redoks adalah reaksi yang disertai dengan perubahan bilangan oksidasi (terjadi peristiwa reduksi dan oksidasi).

Fe₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Fe +3 0 +3 0

Reduksi Oksidasi 2. Jawaban: a

MnO₂ → K₂MnO₄ +4 –4 +2 +6 –8 3. Jawaban: b

Ion tiosulfat merupakan ion poliatom, yaitu ion yang terdiri atas beberapa atom. Bilangan oksidasi untuk oksigen dalam ion poliatom seperti NO₃–_, S₂O₃2–_{, atau Cr}

2O72–, selalu –2. 4. Jawaban: a

CuS + NO₃– → _Cu2+ _{+ S + NO}

+2 –2 +5 –6 2+ 0 +2 –2

Bilangan oksidasi N berubah dari +5 menjadi +2 sehingga perubahan bilangan oksidasi pada N sebesar –3.

5. Jawaban: b

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂ +4 –4 +4 –4 +2 –2 +4 –4 0

Reduksi

Oksidasi

Reduktor mengakibatkan terjadinya reaksi oksidasi. Jadi, yang bertindak sebagai reduktor adalah HCl.

6. Jawaban: c

aCu(s) + bNO₃–_{(aq) + cH}+_(aq) → _dCu2+_{(aq) + eNO(g)} + fH₂O( )

Misal Cu = 1, N = 2 Cu: a = d = 1 N: b = e = 2 O: 3b = e + f

3(2) = 2 + f f = 6 – 2 = 4 H: c = 2 · f = 2 · 4 = 8

Jumlah muatan Cu di ruas kanan = +2.

Dengan demikian koefisien Cu di ruas kiri = 3. Persamaan reaksi setaranya:

3Cu(s) + 2NO₃–_{(aq) + 8H}+_(aq) → _3Cu2+_(aq) + 2NO(g) + 4H₂O( )

Jadi, a = 3, b = 2, c = 3, dan 4.

7. Jawaban: b

Setengah reaksi reduksi:

Cr₂O₇2– _{+ 14H}+ _{+ 6e}–→ _2Cr3+ _{+ 7H} 2O

Jadi, reaksi tersebut disertai dengan penangkapan 6 elektron.

8. Jawaban: d

Cr₂O₇2– _{+ H}+ _{+ Cl}–_{→ Cr}3+_{+ H} 2O + Cl2

Reduksi : Cr₂O₇2–_{+ 14H}+ _{+ 6e}–→ _2Cr3+_{+ 7H} 2O × 2 Oksidasi: Cl– → _Cl

2 + 2e– × 6 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2Cr₂O₇2–_{+ 28H}+ _{+ 12Cl}–_{→ 4Cr}3+_{+ 14H}

2O + 6Cl2 Persamaan reaksi disederhanakan:

Cr₂O₇2–_{+ 14H}+ _{+ 6Cl}–→ _2Cr3+_{+ 7H}

2O + 3Cl2 9. Jawaban: a

Cr₂O₇2–_{+ AsO}

33–→ Cr3++ AsO43–

Reduksi : Cr₂O₇2–_{+ 14H}+ _{+ 6e}–→ _2Cr3+_{+ 7H} 2O × 2 Oksidasi: AsO₃3– _{+ H}

2O → AsO43– + 2H+ + 2e– × 6 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

2Cr₂O₇2–_{+ 28H}+→ _4Cr3+_{+ 14H} 2O 6AsO₃3– _{+ 6H}

2O → 6AsO43– + 12H+

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2Cr₂O₇2–_{+ 6AsO}

3

3– _{+ 16H}+→ _4Cr3+_{+ 8H}

2O + 6AsO43– Cr₂O₇2– _{: AsO}

4

3– _{= 2 : 6 = 1 : 3} 10. Jawaban: b

MnO₂, bilangan oksidasi Mn = +2. KMnO₄, bilangan oksidasi Mn = +7 MnSO₄, bilangan oksidasi Mn = +2 K₂MnO₄, bilangan oksidasi Mn = +6 Mn₂O₃, bilangan oksidasi Mn = +3

Jadi, bilangan oksidasi tertinggi terdapat dalam KMnO₄.

B. Uraian

1. a. CuO + H₂ → Cu + H₂O

+2 0 0 +2

Bilangan oksidasi Cu berubah dari +2 menjadi 0. Bilangan oksidasi H₂ berubah dari 0 menjadi +2. b. Zat yang bertindak sebagai reduktor adalah zat mengalami oksidasi atau kenaikan bilangan oksidasi, yaitu H₂.

2. Penyetaraan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi.

a. Reduksi : MnO₄–→ _Mn2+ Oksidasi : H₂C₂O₄→ CO₂

b. Penyetaraan jumlah atom dan jumlah muatan. MnO₄– _{+ 8H}+ _{+ 5e}–→ _Mn2+ _{+ 4H}

2O × 2 H₂C₂O₄→ 2CO₂ + 2H+ _{+ 2e}– _{× 5}

adalah Li – K – Ba – Sr – Ca – Na – La – Ce – Mg – Lu – Al – Mn – (H₂O) – Zn – Cr – Fe – Cd – Co – Ni – Sn – Pb – H – Sb – Bi – Cu – Hg – Ag – Pt – Au. Jadi, oksidator yang lebih baik dari Ag adalah Pt. 4. Jawaban: d

Dapat mendesak berarti logam tersebut mempunyai harga potensial reduksi lebih kecil. Jadi, urutan potensial reduksi B > C > A. 5. Jawaban: e

E° Ag+ _{| Ag = +0,80 volt} E° Zn2+ _{| Zn = –0,76 volt} Reaksi:

Katode (reduksi) : Ag+ _{+ e}– _Ag E° = +0,80 volt A. Pilihan Ganda

1. Jawaban: b

Pada sel Galvani (sel Volta) terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik.

2. Jawaban: d

Harga potensial elektrode yang semakin positif, sifat oksidatornya semakin besar. Jadi, urutannya adalah Na, Mg, dan Al.

3. Jawaban: e

Oksidator yang lebih baik dari Ag berasal dari logam yang dalam deret Volta terletak di sebelah kanan Ag. Deret Volta merupakan deret reduksi, semakin ke kanan semakin mudah tereduksi, sifat oksidatornya semakin baik. Deret volta logam tersebut

3P + 12H₂O → 3PO₄3– _{+ 24H}+ _{+ 15e}– 5NO₃– _{+ 20H}+ _{+ 15e}–→ _{5NO + 10H}

2O ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 3P + 5NO₃– _{+ 2H}

2O → 3PO43– + 5NO + 4H+ d. Oleh karena suasana basa, ditambahkan OH–

pada setiap ruas sebanyak H+ _{yang ada. H}+ dan OH– _{membentuk H}

2O. 3P + 5NO₃– _{+ 2H}

2O + OH–→ 3PO43– + 5NO + 2H2O e. Setarakan kembali persamaan.

3P + 5NO₃– _{+ OH}–_{→ 3PO} 4

3– _{+ 5NO + 2H} 2O 5.a. Cara bilangan oksidasi.

Cr₂O₇2– _{+ C}

2O42–→ 2Cr3+ + 2CO2

+6 +3 +3 +2 Mengikat 3e–

Melepas 1e– Cr₂O₇2– _{+ 3C}

2O42–→ 2Cr3+ + 6CO2

–8 +6

Cr₂O₇2– _{+ 3C}

2O42– + 14H+→ 2Cr3+ + 6CO2 + 7H2O b. Cara setengah reaksi atau cara ion elektron. Oksidasi: C₂O₄2– → _2CO

2+ 2e– × 3 Reduksi : Cr₂O₇2– _{+ 14H}+ _{+ 6e}–→ _2Cr3+_{+ 7H}

2O × 1 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 3C₂O₄2– _{+ Cr}

2O72– + 14H+→ 6CO2 + 2Cr3++ 7H2O Masukkan kation dan anionnya hingga diperoleh persamaan reaksi akhir sebagai berikut.

3H₂C₂O₄ + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄→ 6CO₂ + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O + K₂SO₄ c. Jumlah kedua setengah reaksi:

2MnO₄– _{+ 16H}+ _{+ 10e}–→ _2Mn2+ _{+ 8H} 2O 5H₂C₂O₄→ 10CO₂ + 10H+ _{+ 10e}–

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2MnO₄– _{+ 6H}+ _{+ 5H}

2C2O4→ 2Mn2+ + 8H2O + 10CO2 Jadi, nilai a, c, e, dan f berturut-turut yaitu 2, 5, 8, dan 10.

3. Persamaan reaksi redoks: Fe2+ _{+ Cr}

2O72–→ Fe3+ + 2Cr3+

+2 +12 +3 +6

Ion Fe2+ _{menjadi Fe}3+ _{selisih 1 ion, sehingga} dikalikan 6. Sementara itu, ion Cr₂O₇2– _menjadi Cr3+ _{selisih 6 ion sehingga dikalikan 1. Persamaan} reaksi setara:

6Fe2+ _{+ Cr}

2O72–→ 6Fe3+ + 2Cr3+

Dengan demikian, banyaknya ion Fe3+ _{yang dapat} dioksidasi oleh 1 mol Cr₂O₇2– _{sebanyak 6 mol. Hal} ini sesuai perbandingan koefisien.

4. a. Persamaan setengah reaksi: Oksidasi : P → PO₄3–

Reduksi : NO₃–→ _NO

b. Menyetarakan jumlah muatan reaksi dengan menambahkan koefisien reaksi dan menjumlahkan kedua persamaan setengah reaksi.

P + 4H₂O → PO₄3– _{+ 8H}+ _{+ 5e}– _{× 3} NO₃– _{+ 4H}+ _{+ 3e}–→ _{NO + 2H}

2O × 5 c. Menyetarakan jumlah muatan reaksi dengan

menambahkan koefisien reaksi dan men-jumlahkan kedua persamaan setengah reaksi:

Anode (oksidasi) : Zn Zn2+_{+ 2e}– E° = +0,76 volt

Reaksi tersebut disetarakan agar muatannya sama. Katode (reduksi) : 2Ag+ _{+ 2e}– _2Ag

E° = +0,80 volt Anode (oksidasi) : Zn Zn2+_{+ 2e}–

E° = +0,76 volt –––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel (redoks) : 2Ag+ _{+ Zn}

2Ag + Zn2+ _{E° = +1,56 volt} Elektron mengalir dari anode (seng) ke katode (perak). Diagram sel dari reaksi tersebut yaitu Zn | Zn2+ _{|| Ag}+ _{| Ag.}

6. Jawaban: c

E°_sel berharga (+) = reaksi berlangsung E°_sel berharga (–) = reaksi tidak berlangsung E°_sel = E°_reduksi – E°_oksidasi

a) E°_sel= E°_Fe3+

| Fe2+ – E°Cl₂ | Cl– = 0,77 – 1,36

= –0,59 V b) E°_sel= E°_Fe3+

| Fe2+ – E°F₂ | F– = 0,77 – 2,87

= –2,1 V c) E°_sel= E°_Fe3+

| Fe2+ – E°I₂ | I– = 0,77 – 0,54 = +0,23 V

d) E°_sel= E°_Fe3+ _{| Fe}2+ – E°_Br 2| Br– = 0,77 – 1,07

= –0,30 V

e) E°_sel= E°_Fe2+ _{| Fe}3+ – E°_Cl 2 | Cl– = –0,77 – 1,36

= –2,13 V 7. Jawaban: e

Dalam deret Volta, logam Zn berada di sebelah kiri logam Ag. Oleh karena itu, Zn bertindak sebagai reduktor sehingga mengalami oksidasi di anode. Sementara itu, Ag berada di sebelah kanan Zn sehingga Ag bertindak sebagai oksidator sehingga mengalami reaksi reduksi. Reaksi yang terjadi di elektrode sebagai berikut.

2Ag+ _{+ 2e}– → _{2Ag E° = +0,80}

Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{E° = +0,76}

–––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Zn + 2Ag+ → _Zn2+ _{+ 2Ag E° = +1,56 V} 8. Jawaban: b

Reaksi:

Katode (reduksi) : Ag+_{+ e}–_{→ Ag E° = 0,80 volt × 2} Anode (oksidasi) : Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{E° = 0,76 volt × 1} ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Reaksi sel (redoks): 2Ag+ _{+ Zn} → _{2Ag + Zn}2+ _{E° = 1,56 volt} Diagram sel: Zn | Zn2+ _{|| Ag}+ _{| Ag}

9. Jawaban: b E° sel = E° reaksi:

(Zn2+ _{+ 2e}–→ _{Zn) – (Ca}2+ _{+ 2e}–→ _Ca) = (–0,76 – (–2,84)

= 2,08 volt 10. Jawaban: b

Diagram (lambang) sel dituliskan berdasarkan notasi berikut.

Anode (–) | ion anode || ion katode | katode (+) Dengan demikian diagram/lambang untuk sel Daniel/Galvani di atas adalah

Zn(s) | Zn2+_{(aq) || Cu}2+_{(aq) | Cu(s)}

B. Uraian

1. E°_sel= E°_Ag+

| Ag – E°Fe2+ | Fe 1,24 = (0,80 V) – (E°_Fe2+)

E°_Fe2+= 0,80 V – 1,24 V = –0,44 V 2.

Reduksi : 2Ag+_{(aq) + 2e}–_{→ 2Ag(s) E° = +0,79 V} Oksidasi : Mg(s)→Mg2+_{(aq) + 2e}– _{E° = +2,34 V} ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Reaksi sel: Mg(s) + 2Ag+_(aq)→_Mg2+_{(aq) + 2Ag(s) E° = 3,13 V} 3.

Ni2+ _{+ 2e}–→ _{Ni E° = –0,25 volt} Pb2+ _{+ 2e}– → _{Pb E° = –0,13 volt}

Agar reaksi dapat berlangsung, maka potensial standar sel Volta (E_sel) harus berharga positif. Oleh karena itu, reaksi selnya menjadi seperti berikut. Ni → Ni2+ _{+ 2e}– _{E° = +0,25 volt}

Pb2+ _{+ 2e}– → _{Pb E° = –0,13 volt} –––––––––––––––––––––––––––––––––– + Ni + Pb2+→ _Ni2+ _{+ Pb E° sel = +0,12 V} Jadi, harga potensial sel Volta untuk elektrode Ni dan Pb sebesar 0,12 V.

4. a. Ag | Ag+ _{|| Mn}2+ _{| Mn}

Reaksi yang terjadi di elektrode:

Ag → Ag+ _{+ e}– _{E° = –0,80 V × 2} Mn2+ _{+ 2e}– → _{Mn E° = –1,20 V × 1} ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 2Ag + Mn2+ → _2Ag+ _{+ Mn E° = –2,00 V} b. In | In3+ _{|| Ag}+ _{| Ag}

Reaksi yang terjadi di elektrode

In → In3+ _{+ 3e}– _{E° = +0,34 V × 1} Ag+ _{+ e}– → _{Ag E° = +0,80 V × 3} ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + In + 3Ag+ _{→ In}3+ _{+ 3Ag E° = +1,14 V} c. Mn | Mn2+ _{|| Mg}2+ _{| Mg}

Reaksi yang terjadi di elektrode Mn → Mn2+ _{+ 2e}– _{E° = +1,20 V} Mg2+ _{+ 2e}– → _{Mg E° = –2,37 V} ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Mn + Mg2+ → _Mn2+ _{+ Mg E° = –1,17 V}

A. Pilihan Ganda 1. Jawaban: e

1) Bilangan oksidasi minimal Cl = –1, maka klor dengan biloks –1 tidak dapat direduksi lagi (biloks tidak bisa turun lagi).

2) Bilangan oksidasi maksimal Cl = +7, maka klor dengan biloks +7 tidak dapat dioksidasi lagi (biloks tidak bisa naik lagi).

3) Suatu zat dapat mengalami autoredoks jika dapat mengalami reduksi sekaligus oksidasi, dengan demikian klor dengan biloks maksimal (+7) dan minimal (–1) tidak akan dapat mengalami reaksi autoredoks.

Pasangan spesi Cl–_{(biloks minimal) dan} NaClO₄ (biloks maksimal) tidak dapat mengalami reaksi autoredoks.

2. Jawaban: d

Cr₂O₇2–_{+ H}+_{+ 2Cl}–→ _2Cr3+_{+ H}

2O+ Cl2

+6 –1 +3 0 –1e– _{× 3} +3e– _{× 1}

Reaksinya menjadi:

Cr₂O₇2–_{(aq) + 14H}+_{(aq) + 6Cl}–_{→ 2Cr}3+_{(aq) + 7H}

2O( ) + 3Cl2(g) Jadi, a, b, dan c berturut-turut adalah 1, 14,d an 6. 3. Jawaban: b

Reaksi redoks adalah reaksi yang mengalami kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi. Reaksi (b) tidak mengalami kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi sehingga bukan reaksi redoks. a. Zn + H₂SO₄→ ZnSO₄ + H₂

0 +1 +2 0 Oksidasi

Reduksi

b. SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Tidak terjadi perubahan bilangan oksidasi. c. Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

0 +1 +1 +2 –1 +1 –2 Reduksi

Oksidasi d. Cu + CuCl₂→ 2CuCl

0 +2 –2 +2 –1 Oksidasi

e. Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂ 0 +1 –1 –1 –1 0 Reduksi Oksidasi 4. Jawaban: c

CuO + H₂→ Cu + H₂O +2 0 0 +2 Oksidasi Reduksi

Zat yang bertindak sebagai oksidator adalah yang mengalami reduksi, yaitu CuO atau Cu2+_.

5. Jawaban: c

Cr₂O₃ + KClO₃ + KOH → K₂CrO₄ + KCl + 2H₂O +3 +5 +6 –1

Oksidasi Reduksi 6. Jawaban: d

Jumlah bilangan oksidasi ion = muatan ion (2 × bilangan oksidasi H) + (2 × bilangan oksidasi P)

+ (7 × bilangan oksidasi O) = –2 (2 × 1) + (2 × P) + (7 × (–2)) = –2 2 + 2P – 14 = –2 2P – 12 = –2 2P = 10 P = 5 d. Ag | Ag+ _{|| In}3+ _{| In}

Reaksi yang terjadi di elektrode

Ag → Ag+ _{+ e}– _{E° = –0,80 V × 3} In3+ _{+ 3e}– → _{In E° = –0,34 V × 1} ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + 3Ag + In3+ → _3Ag+ _{+ In E° = –1,14 V} e. Mg | Mg2+ _{|| Ag}+ _{| Ag}

Reaksi yang terjadi di elektrode

Mg → Mg2+ _{+ 2e}– _{E° = +2,37 V × 1} Ag+ _{+ e}– → _{Ag E° = +0,80 V × 2} ––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Mg + 2Ag+ → _Mg2+ _{+ 2Ag E° = +3,17 V} Jadi, diagram sel yang mempunyai perbedaan elektrode sebesar +1,14 adalah In | In3+ _{|| Ag}+ _{| Ag.}

5. Reaksi di anode mengalami oksidasi dan di katode mengalami reduksi.

E° sel = E°_Cu – E°_Zn

= +0,34 – (–0,76) = +1,10 volt

E° sel bernilai positif sehingga reaksi berlangsung spontan.

Reduksi:

MnO₄– → _Mn2+ _{(BO Mn: +7} → _{+2; kanan} kurang 4 atom O)

2) Setarakan jumlah O dan H. Oksidasi:

H₂C₂O₄ → 2CO₂ + 2H+ _{(kanan ditambah 2H}+₎

Reduksi:

MnO₄– _{+ 8H}+ → _Mn2+ _{+ 4H} 2O

(kanan ditambah 4H₂O, kiri ditambah 8H+₎ 3) Setarakan muatan dengan menambahkan

elektron. Oksidasi:

H₂C₂O₄ → 2CO₂ + 2H+ _{+ 2e}–

Reduksi:

MnO₄– _{+ 8H}+ _{+ 5e}– → _Mn2+ _{+ 4H} 2O

4) Samakan jumlah elektron pada kedua reaksi paruh.

Oksidasi:

5H₂C₂O₄ → 10CO₂ + 10H+ _{+ 10e}–

Reduksi:

2MnO₄– _{+ 16H}+ _{+ 10e}–→ _2Mn2+ _{+ 8H} 2O –––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks:

2MnO₄– _{+ 6H}+ _{+ 5H}

2C2O4 → 2Mn2+ + 8H2O + 10CO₂

Jadi, nilai a, c, e, dan f berturut-turut yaitu 2, 5, 8, dan 10.

13. Jawaban: e

Reaksi yang terjadi pada penggunaan aki sebagai berikut.

Katode : PbO₂(s) + 4H+_{(aq) + SO} 4

2–_{(aq) + 2e}–→ _PbSO 4(s) + 2H₂O( )

Anode : Pb(s) + SO₄2–_{(aq)→ PbSO}

4(s) + 2e– Jadi, Pb dan PbO₂ berubah menjadi PbSO₄. 14. Jawaban: d

E°_sel = E°_reduksi – E°_oksidasi

Jika harga potensial sel bertanda positif, reaksi dapat berlangsung spontan, sedangkan jika harga potensial sel negatif, reaksi tidak dapat berlangsung.

1) Zn dioksidasi; Mn2+ _direduksi E°_sel = –1,20 – (–0,76) = –0,44 volt 2) Ag dioksidasi; In3+ _direduksi

E°_sel = –0,34 – (0,80) = –1,14 volt 3) In dioksidasi; Mn2+ _direduksi

E°_sel = –1,20 – (–0,34) = –0,86 volt 4) Zn dioksidasi; In3+ _direduksi

E°_sel = –0,34 – (–0,76) = +0,42 volt 5) Ag dioksidasi; Mn2+ _direduksi

E°_sel = –1,20 – (–0,80) = –2 volt

Jadi, reaksi yang dapat berlangsung spontan adalah 3Zn(s) + 2In3+_(aq)→ _3Zn2+_{(aq) + 2In(s).} 7. Jawaban: c

NO₃2– → _NO

+4 +2

berkurang 2 8. Jawaban: a

2NaCl + 2H₂O → H₂ + Cl₂ + 2NaOH –1 +1 0 0

Reduksi Oksidasi Oksidator : H₂O Reduktor : NaCl 9. Jawaban: a

Persamaan reaksi yang sudah setara: H₂SO₄ + 8HI → H₂S + 4I₂ + 4H₂O Dengan demikian:

Bila H₂SO₄ = 1,5 mol, maka HI yang dapat dioksidasi =

× 1,5 = 12 mol. 10. Jawaban: a

Persamaan reaksi pada soal adalah persamaan setengah reaksi dari MnO₄– → _MnO

2. MnO₄– _{+ 4H}+ → _MnO

2 + 2H2O

Jumlah muatan di ruas kiri = –1 + 4 = 3

Jumlah muatan di ruas kanan = 0 sehingga ditambah 3e– _{di ruas kiri menjadi:}

MnO₄– _{+ 4H}+ _{+ 3e}– → _MnO

2 + 2H2O

Oleh karena reaksinya dalam suasana basa, tambahkan pada kedua ruas ion OH– _sebanyak ion H+ _{= 4.}

MnO₄– _{+ 4H}+ _{+ 4OH}– _{+ 3e}– → _MnO

2 + 2H2O + 4OH– Persamaan reaksi menjadi sebagai berikut. MnO₄– _{+ 4H}

2O + 3e– → MnO2 + 2H2O + 4OH– MnO₄– _{+ 2H}

2O + 3e– → MnO2 + 4OH– Jadi, a = 2, n = 3, dan b = 4.

11. Jawaban: b

Reduksi : MnO₄– _{+ 8H}+ _{+ 5e}–→ _Mn2+ _{+ 4H} 2O × 1 Oksidasi : Fe2+ → _Fe3+ _{+ e}– _{× 5} –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

MnO₄– _{+ 8H}+ _{+ 5Fe}2+ → _Mn2+ _{+ 4H}

2O + 5Fe3+ Perbandingan mol = perbandingan koefisien. Jadi, 5 mol H+ _{~ 5 mol Fe}3+_{, 5 mol Fe}2+ _{~ 4 mol} H₂O, 1 mol MnO₄– _{~ 1 mol Mn}2+_.

12. Jawaban: c

Penyetaraan redoks dengan metode setengah reaksi. 1) Pisahkan reaksi paruh oksidasi dan reduksi.

Oksidasi:

H₂C₂O₄ → CO₂ (jumlah atom C disamakan) H₂C₂O₄ → 2CO₂

15. Jawaban: d

Reaksi yang terjadi pada sel Volta: Katode : Al3+_{(aq) + 3e}– → _{Al(s) × 2} Anode : Cu(s) → Cu2+_{(aq) + 2e}– _{× 3} –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +

2Al3+_{(aq) + 3Cu(s)} → _{2Al(s) + 3Cu}2+ Notasi sel : Anode | ion || ion | katode

: Cu(s) | Cu2+_{(aq) || Al}3+_{(aq) | Al(s)} 16. Jawaban: b

Pada gambar sel Volta tersebut terjadi reaksi: Katode : Cu2+_{(aq) + 2e}– → _Cu(s)

Anode : Zn(s) → Zn2+_{(aq) + 2e}–

––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Cu2+_{(aq) + Zn(s)} → _{Cu(s) + Zn}2+_(aq) Penulisan diagram sel:

Zn(s) | Zn2+_{(aq) || Cu}2+_{(aq) | Cu(s)} 17. Jawaban: b

a. Katode berupa Ag₂O dan anode berupa Zn digunakan pada sel perak oksida.

b. Katode berupa PbO₂ dan anode berupa Pb digunakan pada sel aki timbal asam.

c. Katode berupa MnO₂ dan NH₄Cl serta anode berupa Zn digunakan pada sel kering karbon seng.

d. Katode berupa NiO₂ dan anode berupa Cd di-gunakan pada sel nikel basa atau baterai nikad. e. Katode berupa O₂ dan anode berupa H₂

di-gunakan pada sel bahan bakar. 18. Jawaban: c

Dalam sel volta:

1) Logam yang memiliki E° lebih kecil (lebih negatif) berfungsi sebagai anode → Zn sebagai anode dan Ag sebagai katode.

2) E°_sel = E°_anode – E°_katode

= +0,80 V – (–0,74 V) = 1,54 V 3) Reaksinya:

2Ag+_{(aq) + Zn(s)} → _Zn2+_{(aq) + 2Ag(s)} 19. Jawaban: a

Memberi perlindungan katodik artinya bahwa logam tersebut yang akan lebih dahulu teroksidasi, bukannya besi. Logam yang mudah teroksidasi berada di sebelah kiri Fe dalam deret Volta. Jadi, logam yang paling mudah teroksidasi adalah logam Mg. 20. Jawaban: a

E°_sel = E°_reduksi – E°_oksidasi = E°_F

2 – E°I2 = 2,87 – 0,54 = 2,33 volt 21. Jawaban: d

Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{E° = 0,76 V} Fe2+ _{+ 2e} → _Fe– _{E° = –0,44 V} ––––––––––––––––––––––––––––––––– Zn + Fe2+ → _Zn2+ _{+ Fe E° = +0,32 V} Zn | Zn2+ _{|| Fe}2+ _{| Fe E° = +0,32 V}

22. Jawaban: e

Reaksi berlangsung jika E° = (+). Cr3+_{+ 3e}–→ _{Cr E° = –0,71 V} Al → Al3+_{+ 3e}– _{E° = +1,66 V} ––––––––––––––––––––––––––––––––– Cr3+_{+ Al} → _{Cr + Al}3+ _{E° = +0,95 V} 23. Jawaban: c

Logam yang paling mudah tereduksi adalah logam dengan potensial reduksinya (E°) paling positif, yaitu Ag.

24. Jawaban: e

Harga potensial elektrode yang lebih rendah daripada harga potensial Fe3+ _{sehingga Zn} cenderung mengalami reaksi oksidasi dan Fe3+ mengalami reduksi.

Oksidasi: Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{× 1} Reduksi : Fe3+ _{+ e}–→ _Fe2+ _{× 2} –––––––––––––––––––––––––––––––––– +

Zn + 2Fe3+→ _Zn2+ _{+ 2Fe}2+ 25. Jawaban: d

Anode (–) : Mg(s)→ Mg2+_{(aq) + 2e}– Katode (+) : Cu2+_{(aq) + 2e}–→ _Cu(s) Mg(s) + Cu2+_(aq)→ _Mg2+_{(aq) + Cu(s)} Diagram sel:

Mg| Mg2+ _{|| Cu}2+ _{| Cu} 26. Jawaban: a

Berdasarkan gambar sel Volta diperoleh data: Anode (–): Cu → Cu2+ _{+ 2e}– _{× 1 (oksidasi)} Katode (+): Ag+ _{+ e}–→ _{Ag × 2 (reduksi)} –––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Cu + 2Ag+→ _Cu2+ _{+ 2Ag}

E°_sel= E°_reduksi – E°_oksidasi = +0,80 – (+0,34) = +0,46 V 27. Jawaban: c

E°_sel = E°_reduksi – E°_oksidasi

1) E°_sel = E°_Br – E°_Fe = +1,07 – (+0,77) = +0,3 volt 2) E°_sel = E°_Fe – E°_Br = +0,77 – (+1,07) = –0,3 volt 3) E°_sel = E°_Fe – E°_I = +0,77 – (+0,54) = +0,23 volt 4) E°_sel = E°_Br – E°_I = +1,07 – (+0,54) = +0,53 volt 5) E°_sel = E°_cu – E°_Zn = +0,34 – (–0,76) = +1,10 volt Reaksi pada pilihan b menghasilkan E°_sel yang negatif. Hal ini berarti reaksi tidak berlangsung dan tidak menghasilkan potensial sel. Dengan demikian, reaksi yang menghasilkan potensial sel terkecil adalah reaksi pada pilihan c.

28. Jawaban: d

Reaksi dapat berlangsung jika E°_sel berharga positif.

Anode : Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{E° = +0,76 volt} Katode: Pb2+ _{+ 2e}–→ _{Pb E° = –0,13 volt} ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +

Zn + Pb2+→ _Zn2+ _{+ Pb E°}

29. Jawaban: d Reaksi yang terjadi:

Anode : Ni → Ni2+ _{+ 2e}– _{× 1} Katode : Ag+ _{+ e}– → _{Ag × 2} –––––––––––––––––––––––––––– +

Ni + 2Ag+ → _Ni2+ _{+ 2Ag} Diagram sel: Ni | Ni2+ _{|| Ag}+ _{| Ag} 30. Jawaban: a

Anode (–) : Al → Al3+ _{+ 3e}– _{× 2} Katode (+) : Ni2+ _{+ 2e}– → _{Ni × 3} ––––––––––––––––––––––––––——–––– Redoks : 2Al + 3Ni2+ → _2Al3+ _{+ 3Ni} Diagram sel : Al | Al3+ _{|| Ni}2+ _{| Ni}

B. Uraian

1. Ruas kiri = ruas kanan Jumlah atom H 2a = d . . . (1) Jumlah atom O a + 8 = 4 + d

a = –4 + d . . . (2) Jumlah atom Cl b = 2c . . . (3)

Persamaan (1) dan (2)

2a = d × 1

a = –4 + d × 2 Persamaan reaksi menjadi: 2a = d

2a = –8 + 2d –––––––––––––– – 0 = d + 8 – 2d d = 8

2a = d 2a = 8 a = 4

Jumlah muatan di kiri = di kanan = 8, sehingga b = 6

b = 2c 6 = 2c c = 3

Jadi, a = 4, b = 6, c = 3, dan d = 8. 2. a. Menentukan reaksi oksidasi-reduksi.

Oksidasi : Cl–→ _Cl 2 Reduksi : MnO₄– → _Mn2+ b. Menentukan bilangan oksidasi.

MnO₄– _{+ Cl}– → _Mn2+ _{+ Cl} 2

+7 –2 –1 +2 0

c. Menentukan unsur yang mengalami peristiwa reduksi dan oksidasi.

MnO₄– _{+ Cl}– → _Mn2+ _{+ Cl} 2

+7 –2 –1 +2 0 Oksidasi (1) Reduksi (5)

Cl– _{dan Cl}

2 dikalikan 5, sedangkan MnO4– dan Mn2+ _{dikalikan 1 sehingga reaksinya sebagai} berikut.

MnO₄– _{+ 5Cl}– → _Mn2+ _{+ 5Cl} 2

d. Menyetarakan muatan dan jumlah atom. Jumlah muatan ruas kiri = –6

Jumlah muatan ruas kanan = +2

Oleh karena suasana asam, ruas kiri ditambah H+_.

MnO₄– _{+ 5Cl}– _{+ 8H}+ → _Mn2+ _{+ 5Cl} 2 Jumlah atom H ruas kiri = 8 Jumlah atom H ruas kanan = 0

Oleh karena jumlah atom H belum setara, ruas kanan ditambah H₂O.

MnO₄– _{+ 5Cl}– _{+ 8H}+ → _Mn2+ _{+ 5Cl}

2 + 4H2O 3.

a. Reduksi : KMnO₄– _{+ 8H}+ _{+ 5e}–→_Mn2+ _{+ 4H} 2O × 1 Oksidasi : Fe2+ _{→ Fe}3+ _{+ e}– _{× 5} ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Redoks : KMnO₄– _{+ 5Fe}2+ _{+ 8H}+_→Mn2+ _{+ 5Fe}3+ _{+ 4H}

2O Reaksi akhir:

2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄→2MnSO₄ + 5Fe(SO₄)₃ + 8H₂O + K₂SO₄

b. ZnS + HNO₃→ ZnSO₄ + NO + H₂O –2 +6

–8e

+5 +3e +2 Reaksi akhir:

3ZnS + 8HNO₃→ 3ZnSO₄ + 8NO + 4H₂O 4.

E°_sel = E°_Pb2+ _{| Pb} – E°_Ni2+ _{| Ni} = –0,13 V – (–0,25 V) = 0,12 V

5.

Oksidasi : Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{E° = –0,763 V} Reduksi : Cu2+ _{+ 2e}–→ _{Cu E° = +0,337 V} ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Reaksi sel: Zn + Cu2+→ _Zn2+ _{+ Cu}

E°_sel = E°_kanan – E°_kiri

= +0,337 V – (–0,763 V) = +1.100 V

6. Reaksi di anode (mengalami oksidasi). Zn2+_{(aq) + 2e}– → _{Zn(s) E° = –0,76 V} Reaksi di katode (mengalami reduksi). Cu2+_{(aq) + 2e}–→ _{Cu(s) E° = +0,34 V} E°_sel = E°_Cu – E°_Zn

= +0,34 – (–0,76) = +0,34 + 0,76 = +1,10 V

E°_sel bernilai positif sehingga reaksi berlangsung spontan.

7. Pada sel Volta terjadi reaksi redoks, yaitu di katode (kutub +) terjadi reaksi reduksi, sedangkan di anode (kutub –) terjadi reaksi oksidasi. Logam Zn terletak di sebelah kiri logam Ag sehingga logam Zn mampu mereduksi ion Ag+ _{menjadi Ag. Reaksi yang terjadi} sebagai berikut.

Katode (reduksi) : Ag+ _{+ e}– → _{Ag × 2} Anode (oksidasi) : Zn → Zn2+ _{+ 2e}– _{× 1} ––––––––––––––––––––––––––––––––––––– +

Redoks 2Ag+ _{+ Zn} → _{2Ag + Zn}2+

Penulisan diagram sel berdasarkan reaksi reduksi oksidasi sebagai berikut.

Zn(s)|| Zn2+_(aq)|| _Ag+_(aq)| _Ag(s) 8. Diketahui:

Cr2+_{+ 2e}–→ _{Cr E° = –0,91 volt} Mn2+ _{+ 2e}–→ _{Mn E° = –1,03 volt} Reaksi selnya:

Mn → Mn2+ _{+ 2e}– _{E° = +1,03 volt} Cr2+_{+ 2e}–→ _{Cr E° = –0,91 volt} –––––––––––––––––––––––––––––––– Mn + Cr2+→ _Mn2+_{+ Cr E° = 0,12 volt} Jadi, potensial sel standar = 0,12 volt.

9. a. E°_sel = (E°_{2Ag + 2e}–_{→ 2Ag})– (E°_{Mg → Mg}2+ _{+ 2e}–) = +0,79 – (–2,34)

= +0,79 + 2,34 = +3,13 volt b. Reaksi selnya:

Katode (reduksi) : 2Ag+_{(aq) + 2e}–_{→ 2Ag(s)E° = +0,79 volt} Anode (oksidasi) : Mg(s)→ Mg2+_{(aq) + 2e}– _{E° = +2,34 volt} ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Mg(s) + 2Ag+_{(aq)→ Mg}2+_{(aq) + 2Ag(s) E° = +3,13 volt} 10. E°_sel= q_{$ ` $</sub>° _ – q<sub></sub>° _<sub>` }

1,24 = (0,80 V) – (q_° __{` }) _



q° = 0,80 V – (1,24 V) = –0,44 V

Standar Kompetensi

Model Pengintegrasian Nilai Pendidikan Karakter

Kompetensi Dasar Nilai Indikator

2. Menerapkan konsep reaksi oksidasi-reduksi dan elektrokimia dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari.

2.2 Menjelaskan reaksi o k s i d a s i - r e d u k s i dalam sel elektrolisis. 2.3 Menerapkan hukum Faraday untuk elek-trolisis larutan elektrolit.

Peduli lingkungan

Mencegah korosi pada benda-benda logam.

Dalam bab ini akan dipelajari:

1. Sel Elektrolisis dan Reaksi-Reaksi di Dalamnya 2. Korosi

3. Hukum Faraday dan Penerapannya

Elektrolisis

Menjelaskan konsep elektrolisis

Siswa dapat menjelaskan tentang elektrokimia, korosi, dan hukum Faraday serta penerapannya dalam kehidupan

Menjelaskan hukum Faraday dan Penerapannya

• Menggambarkan susunan sel Volta • Menjelaskan proses terjadinya listrik dari reaksi redoks dalam sel Volta • Menuliskan lambang sel dan

reaksi-reaksi yang terjadi pada sel Volta • Menghitung potensial sel

ber-dasarkan data potensial standar • Menjelaskan prinsip kerja sel Volta

yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari

• Melakukan percobaan untuk meng-amati reaksi yang terjadi di anode dan katode pada reaksi elektrolisis • Menuliskan reaksi yang terjadi di anode dan katode pada larutan dengan elektrode aktif ataupun elektrode inert

• Menjelaskan hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis • Melakukan percobaan penyepuhan

logam besi dengan tembaga • Menuliskan reaksi elektrolisis pada

penyepuhan dan pemurnian suatu logam

Siswa mampu menggambarkan, menuliskan reaksi sel, dan menghitung

potensial sel dalam sel Volta

Siswa mampu menjelaskan hukum Faraday melalui perhitungan sel

elektrolisis Siswa mampu menyebutkan

faktor-faktor yang memengaruhi korosi dan cara pencegahannya • Menjelaskan faktor-faktor yang

memengaruhi terjadinya korosi melalui percobaan

• Menjelaskan beberapa cara mencegah terjadinya korosi

A. Pilhan Ganda 1. Jawaban: d

Anode (oksidasi) : Fe(s)→ Fe2+_{(aq) + 2e}– _{× 1} Katode (reduksi) : Ag+_{(aq) + e}–→ _{Ag(s) × 2} –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Fe(s) + 2Ag+_(aq)→ _Fe2+_{(aq) + 2Ag(s)} Jadi, bagan sel elektrokimia tersebut adalah Fe(s) | Fe2+_{(aq) || Ag}+ _{| Ag(s)}

2. Jawaban: e

Di antara bahan dan alat tersebut yang merupakan elektrolit adalah asam sulfat encer. Seng dan tembaga merupakan elektrode. Kabel dan baterai digunakan untuk menghantarkan dan memberikan arus listrik.

3. Jawaban: b

Mg(NO₃)₂ terionisasi menjadi Mg2+_{, NO} 3– tidak tereduksi dan teroksidasi, yang tereduksi dan teroksidasi adalah air (H₂O)_.

Katode (–) : 2H₂O + 2e–→ _H

2 + 2OH– Anode (+) : 2H₂O → 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e– 4. Jawaban: c

Logam natrium merupakan golongan IA, ion-ion logam golongan IA, IIA, Al3+_{, dan Mn}2+ _hanya mengalami reduksi menjadi logam jika dalam bentuk lelehan atau leburan garamnya tanpa ada air. 5. Jawaban: a

Selama aki bekerja terjadi reaksi:

Pb(s) + PbO₂(s) + 2SO₄2–_{(aq) + 4H}+_(aq) → 2PbSO₄(s) + 2H₂O

6. Jawaban: b

Elektrolisis larutan NiSO₄ dengan elektrode Ag NiSO₄→ Ni2+ _{+ SO}

42– Katode : Ni2+ _{+ 2e}–→ _Ni

Anode : Ag → Ag+ _{+ e}– _{(elektrode Ag tidak inert} sehingga akan mengalami oksidasi)

7. Jawaban: c

AgNO₃→ Ag+ _{+ NO} 3 –

Katode : Ag+ _{+ e}–→ _Ag Anode : 2H₂O → 4H+ _{+ O}

2 + 4e– 8. Jawaban: c

Na₂SO₄→ 2Na+ _{+ SO} 42– Katode : (2H₂O + 2e–→ _2OH– _{+ H}

2) × 2 Anode : 2H₂O → 4H+ _{+ 4e}– _{+ O}

2 –––––––––––––––––––––––––––––––––

6H₂O → 4OH– _{+ 4H}+ _{+ 2H} 2 + O2 Volume H₂ : volume O₂ = 2 : 1

9. Jawaban: d

Elektrode inert merupakan elektrode yang tidak terlibat dalam reaksi (tidak aktif). Elektrode inert yang sering digunakan yaitu platina dan grafit. 10. Jawaban: a

Elektrolisis larutan K₂SO₄ dengan elektrode Pt akan menghasilkan gas H₂ pada katode dan gas O₂ pada anode. Karena yang bereaksi adalah airnya (H₂O).

Reaksi:

Katode (–): 2H₂O + 2e–→ _H

2 + 2OH– Anode (+) : 2H₂O→ O₂ + 4 H– _{+ 4e}– 11. Jawaban: d

Pada elektrolisis larutan NaCl, di katode diperoleh NaOH dan gas H₂, sedangkan di anode diperoleh gas Cl₂.

12. Jawaban: b

1) Elektrolisis larutan NaCl dengan elektrode C NaCl(aq)→ Na+_{(aq) + Cl}–_(aq) Katode : 2H₂O( ) + 2e–→ _2OH–_{(aq) + H}

2(g) Anode : 2Cl–_(aq)→ _Cl

2(g) + 2e– Gas hidrogen terbentuk di katode.

2) Elektrolisis larutan CuSO₄ dengan elektrode Cu CuSO₄(aq)→ Cu2+_{(aq) + SO}

42–(aq) Katode : Cu2+_{(aq) + 2e}–→ _Cu(s)

Anode : Cu(s)→ Cu2+_{(aq) + 2e}– Gas hidrogen tidak terbentuk.

3) Elektrolisis larutan BaCl₂ dengan elektrode Pt BaCl₂(aq)→ Ba2+_{(aq) + 2Cl}–_(aq) Katode : 2H₂O( ) + 2e–→ _2OH–_{(aq) + H}

2(g) Anode : 2Cl–_(aq)→ _Cl

2(g) + 2e– Gas hidrogen terbentuk di katode.

4) Elektrolisis larutan AgNO₃ dengan elektrode Ag AgNO₃(aq)→ Ag+_{(aq) + NO}

3–(aq) Katode : Ag+_{(aq) + e}–→ _Ag(s)

Anode : Ag(s)→ Ag+_{(aq) + e}– Gas hidrogen tidak terbentuk.

Jadi, gas hidrogen dapat terbentuk pada sel elektro-lisis 1) dan 3).

13. Jawaban: a

Al₂O₃( )→ 2Al3+_{( ) + 3O}2–_{( )} Katode : Al3+_{( ) + 3e}–→ _Al(s)

Anode : 2O2–_{( )}→ _O

2(g) + 4e–

X merupakan anode (kutub positif) sehingga reaksi yang terjadi berupa 2O2–_{( )} → _O

b. Elaborasi

• Siswa mengerjakan soal-soal tentang faktor-faktor yang memengaruhi korosi dan cara pencegahan terhadap korosi. Dalam kegiatan ini, guru mengarahkan siswa agar bersikap peduli terhadap lingkungan seperti melakukan pengecatan pagar besi untuk mencegah korosi. (*)

• Guru bersama siswa membahas soal-soal. (*) Pendidikan karakter (Peduli Lingkungan).

c. Konfirmasi

Guru menanyakan kesimpulan tentang cara-cara pencegahan terhadap korosi.

3. Kegiatan Penutup (5 menit)

Guru meminta siswa mempelajari materi hukum Faraday.

Pertemuan Keenam 1. Kegiatan Pendahuluan (5 menit)

a. Motivasi

Menanyakan kepada siswa tentang ilmuwan Michael Faraday.

b. Prasyarat Pengetahuan

Siswa telah membaca dan mengetahui tentang hukum Faraday.

2. Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi

• Guru menjelaskan tentang perumusan hukum Faraday I dan hukum Faraday II. • Guru meminta siswa mengerjakan soal-soal tentang hukum Faraday.

b. Elaborasi

• Siswa mengerjakan soal-soal perhitungan elektrolisis dengan menerapkan konsep hukum Faraday. • Guru bersama siswa membahas soal-soal.

c. Konfirmasi

Guru menanyakan kesimpulan tentang konsep hukum Faraday yang diterapkan dalam perhitungan sel elektrolisis.

3. Kegiatan Penutup (5 menit)

Guru meminta siswa mengerjakan soal-soal tentang hukum Faraday sebagai pekerjaan rumah.

Pertemuan Ketujuh 1. Kegiatan Pendahuluan (5 menit)

a. Motivasi

Menanyakan kepada siswa tentang pengalamannya mengamati proses penyepuhan.

b. Prasyarat Pengetahuan

Siswa mengetahui pengertian penyepuhan.

2. Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi

• Guru menjelaskan tentang pengertian penyepuhan logam besi.

• Guru menjelaskan alat-alat yang digunakan dalam praktikum penyepuhan logam besi.

• Guru membagi siswa menjadi beberapa kelompok praktikum dengan jumlah siswa 4–5 untuk setiap kelompok.

b. Elaborasi

• Siswa merancang alat dan melakukan percobaan untuk menyepuh besi dengan tembaga melalui reaksi elektrolisis. Dalam kegiatan ini, guru dapat menganjurkan siswa untuk mengembangkan kreativitas dengan menyepuh benda-benda logam di sekitarnya, seperti bros, sendok, atau hiasan rambut dengan perak. (•)

• Guru bersama siswa membahas hasil praktikum. (•) Ekonomi kreatif (Kreatif).

c. Konfirmasi

Guru menanyakan kesimpulan dari praktikum tentang penyepuhan logam besi.

3. Kegiatan Penutup (5 menit)

Pertemuan Kedelapan 1. Kegiatan Pendahuluan (5 menit)

a. Motivasi

Menanyakan kepada siswa tentang pengalamannya mengunjungi industri penyepuhan atau pemurnian logam.

b. Prasyarat Pengetahuan

Siswa mengetahui pengertian penyepuhan dan pemurnian logam.

2. Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi

• Guru menjelaskan perbedaan pengertian penyepuhan dan pemurnian logam.

• Guru menjelaskan tentang aplikasi sel elektrolisis dalam proses penyepuhan dan pemurnian logam tertentu di industri.

b. Elaborasi

• Siswa mengerjakan soal-soal tentang proses penyepuhan dan pemurnian logam yang diberikan oleh guru.

• Guru bersama siswa membahas soal-soal.

c. Konfirmasi

Guru menanyakan kesimpulan tentang aplikasi sel elektrolisis dalam proses penyepuhan dan pemurnian logam tertentu di industri.

3. Kegiatan Penutup (5 menit)

Guru meminta siswa memperdalam materi elektrolisis melalui berbagai literatur.

Alat Sumber Belajar

1. Buku PG Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, 2013 2. Buku PR Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, 2013

3. Seperangkat alat dan bahan percobaan reaksi elektrolisis

4. Seperangkat alat dan bahan percobaan faktor-faktor yang memengaruhi korosi 5. Seperangkat alat dan bahan percobaan penyepuhan logam besi

Penilaian Hasil Belajar

1. Teknik Penilaian dan Bentuk Instrumen a. Teknik Penilaian

1) Tes tertulis 2) Tes unjuk kerja

b. Bentuk Instrumen

1) Pilihan Ganda 2) Uraian

3) Uji petik kerja prosedur

2. Contoh Instrumen a. Pilihan Ganda

Pada elektrolisis larutan Mg(NO₃)₂ dengan elektrode karbon, reaksi yang berlangsung di anode adalah . . . .

a. 2H₂O( ) + 2e– → _H

2(g) + 2OH–(aq) b. 2H₂O( )→ 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e– c. H₂(g) + 2OH–_(aq) → _2H

2O + 2e– d. 4H+_{(aq) + O}

2(g) + 4e– → 2H2O( ) e. 4OH–_(aq) → _2H

2O( ) + O2(g) + e–

b. Uraian

Gambarkan proses penyepuhan logam besi dengan perak! Berilah penjelasan beserta reaksi elektrolisisnya!

c. Uji Petik Kerja Prosedur

Lakukan elektrolisis larutan KI pada pipa U menggunakan elektrode karbon dan batu baterai 6 V! Uji larutan hasil elektrolisis dengan kertas lakmus merah dan biru pada bagian katode, serta dengan larutan amilum pada bagian anode!

Rubrik:

No. Aspek Skor Maksimum Skor Perolehan Siswa

1. Kesesuaian kegiatan dengan prosedur 15

2. Perolehan data 15

3. Pembahasan pertanyaan 15

4. Kesimpulan 5

Total 50

Nilai akhir = Jumlah skor perolehan siswa_{Jumlah skor maksimum} × 100

________, ______________

Mengetahui,

Kepala SMA ______________ Guru Mata Pelajaran

. . . .

___________________________ ___________________________

Rencana Pelaksanaan Pembelajaran

Bab XII Protein

Sekolah : . . . . Kelas/Semester : XII/2 Mata Pelajaran : Kimia

Alokasi Waktu : 4 × 45 menit (2 × pertemuan)

Standar Kompetensi : 4. Memahami senyawa organik dan reaksinya, benzena dan turunannya, dan makromolekul.

Kompetensi Dasar : 4.3 Mendeskripsikan struktur, tata nama, penggolongan, sifat, dan kegunaan makromolekul (polimer, karbohidrat, dan protein).

Indikator Pencapaian Kompetensi

• Menuliskan rumus struktur asam amino esensial. • Menentukan gugus peptida pada protein.

Tujuan Pembelajaran

Peserta didik mampu:

1. menuliskan rumus struktur asam amino esensial; 2. menentukan gugus peptida yang terdapat pada protein;

3. melakukan percobaan untuk mengidentifikasi adanya protein dalam putih telur.

Nilai dan Materi yang Diintegrasikan:

1. Pendidikan karakter: Rasa Ingin Tahu. 2. Ekonomi kreatif: Pantang Menyerah.

Materi Pembelajaran

1. Asam Amino 2. Protein

Metode Pembelajaran

1. Model Pembelajaran

a. Cooperative Learning (CL) b. Direct Instruction (DI) 2. Metode

a. Tanya jawab b. Diskusi c. Praktikum

Langkah-Langkah Kegiatan

Pertemuan Pertama 1. Kegiatan Pendahuluan (5 menit)

a. Motivasi

Menanyakan kepada siswa tentang salah satu zat yang dibutuhkan oleh tubuh berupa asam amino.

b. Prasyarat Pengetahuan

Siswa mengetahui tentang pengertian asam amino.

2. Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi

• Guru menjelaskan tentang sifat-sifat asam amino. • Guru menjelaskan tentang pengelompokan asam amino.

b. Elaborasi

• Siswa mengerjakan soal-soal tentang asam amino.

• Guru bersama siswa membahas soal-soal tentang asam amino.

c. Konfirmasi

Guru menanyakan kesimpulan dari pembahasan soal-soal mengenai asam amino.

3. Kegiatan Penutup (5 menit)

Pertemuan Kedua 1. Kegiatan Pendahuluan (5 menit)

a. Motivasi

Menanyakan kepada siswa mengenai anggota tubuh yang mengandung protein.

b. Prasyarat Pengetahuan

Siswa mengetahui tentang pengertian protein.

2. Kegiatan Inti (2 × 40 menit) a. Eksplorasi

• Guru menjelaskan tentang pengertian, sifat-sifat, fungsi, pengelompokan, identifikasi, dan denaturasi protein. Saat menjelaskan tentang proses denaturasi protein, guru juga membimbing siswa untuk mengingatkan keluarga dan teman-temannya akan bahaya mengonsumsi telur mentah atau setengah matang karena mengandung bakteri Salmonella sp. (*)

• Guru menjelaskan alat-alat yang digunakan dalam uji protein dengan uji Biuret dan uji Xantoprotein. • Guru membagi siswa menjadi beberapa kelompok praktikum dengan jumlah siswa 4–5 untuk setiap

kelompok.

(*) Pendidikan karakter (Peduli Sosial).

b. Elaborasi

• Siswa melakukan percobaan untuk mengidentifikasi adanya protein dalam putih telur dengan uji Biuret dan uji Xantoprotein. Setelah siswa mengetahui kandungan protein dalam berbagai bahan makanan melalui percobaan, guru membimbing siswa untuk membuat produk makanan yang mengandung protein, seperti susu kedelai atau telur asin. (•)

• Guru bersama siswa membahas hasil praktikum. (•) Ekonomi kreatif (Inovatif).

c. Konfirmasi

Guru menanyakan kesimpulan dari praktikum tentang uji protein.

3. Kegiatan Penutup (5 menit)

Guru meminta siswa membuat laporan sementara dari hasil praktikumnya.

Alat Sumber Belajar

1. Buku PG Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, 2013 2. Buku PR Kimia Kelas XII, Intan Pariwara, 2013 3. Seperangkat alat dan bahan percobaan uji protein

Penilaian Hasil Belajar

1. Teknik Penilaian dan Bentuk Instrumen a. Teknik Penilaian

1) Tes tertulis 2) Tes unjuk kerja

b. Bentuk Instrumen

1) Pilihan ganda 2) Uraian

3) Uji petik kerja prosedur

2. Contoh Instrumen a. Pilihan Ganda

Protein dapat terbentuk dari asam α-amino dengan membentuk ikatan peptida sebagai berikut. Adanya ikatan peptida ditunjukkan oleh . . . .

a. 1 b. 2 c. 3 d. 4 e. 5

b. Uraian

Sebutkan macam-macam protein berdasarkan fungsinya! Berilah masing-masing contohnya!

c. Uji Petik Kerja Prosedur

Ujilah keberadaan ikatan peptida dan cincin benzena dalam sari kedelai dengan uji Biuret dan Xantroprotein. Uji Biuret dilakukan dengan cara menambahkan larutan tembaga(II) sulfat dan larutan NaOH ke dalam sampel. Uji positif jika sampel memberikan warna ungu. Uji Xantoprotein dilakukan dengan menambahkan larutan asam nitrat ke dalam sampel, memanaskan sampel, dan menambahkan larutan NaOH ke dalam sampel. Uji positif jika sampel memberikan warna jingga.

Rubrik:

No. Aspek Skor Maksimum Skor Perolehan Siswa

1. Kesesuaian kegiatan dengan prosedur 15

2. Perolehan data 15

3. Pembahasan pertanyaan 15

4. Kesimpulan 5

Total 50

Nilai akhir = Jumlah skor perolehan siswa_{Jumlah skor maksimum} × 100

________, ______________

Mengetahui,

Kepala SMA ________________ Guru Mata Pelajaran

. . . .

___________________________ ___________________________