A. Judul Percobaan : Redoks dan Sel Elektrokimia
B. Tanggal Percobaan : Senin, 09 April 2012; 07:00 WIB
C. Selesai Percobaan : Senin, 09 April 2012; 09:40 WIB
D. Tujuan :
1. Mengidentifikasi reaksi redoks berdasarkan perubahan warna yang diamati
2. Menentukan daya gerak listrik (DGL) sel volta
3. Menguji elektrolisis larutan KI
E. Kajian Teori
Elektrokimia adalah salah satu dari cabang ilmu kimia yang mengkaji tentang
perubahan bentuk energi listrik menjadi energi kimia dan sebaliknya. Proses
elektrokimia melibatkan reaksi redoks. Proses transfer elektron akan menghasilkan
sejumlah energi listrik. Aplikasi elektrokimia dapat diterapkan dalam dua jenis sel, yaitu
sel volta dan sel elektrolisis.
Pengertian Reaksi Redoks
Reaksi Redoks adalah reaksi yang didalamnya terjadi perpindahan elektron
secara berurutan dari satu spesies kimia ke spesies kimia lainnya, yang
sesungguhnya terdiri atas dua reaksi yang berbeda, yaitu oksidasi (kehilangan
elektron) dan reduksi (memperoleh elektron). Reaksi ini merupakan pasangan,
sebab elektron yang hilang pada reaksi oksidasi sama dengan elektron yang
diperoleh pada reaksi reduksi.
Metode Penyetaraan Redoks
Persamaan reaksi redoks biasanya sangat kompleks, sehingga metode
penyetaraan reaksi kimia biasa tidak dapat diterapkan dengan baik. Dengan
demikian, para kimiawan mengembangkan dua metode untuk menyetarakan
persamaan redoks.
Metode Perubahan Bilangan Oksidasi (PBO) yang berdasarkan
pada perubahan bilangan oksidasi yang terjadi selama reaksi.
Metode Setengah Reaksi (Metode Ion-Elektron) yang melibatkan
dua buah reaksi paruh, yang kemudian digabungkan menjadi reaksi
redoks keseluruhan.
Persamaan redoks yang belum setara diubah menjadi
persamaan ion dan kemudian dipecah menjadi dua reaksi paruh, yaitu
1
reaksi oksidasi dan reaksi reduksi; setiap reaksi paruh ini disetarakan
dengan terpisah dan kemudian digabungkan untuk menghasilkan ion
yang telah disetarakan. Akhirnya, ion-ion pengamat kembali
dimasukkan ke persamaan ion yang telah disetarakan, mengubah reaksi
menjadi bentuk molekulnya.
Sel Volta
Sel Volta atau Sel Gavani adalah sel elektrokimia yang terdiri dari dua buah
elektroda dan dapat mengahsilkan energi listrik akibat terjadinya reaksi redoks
secara spontan pada kedua elektroda tersebut. Pada sel Volta tau Gavani anoda
adalah elektroda negatif dan terjadi reaksi oksidasi, sedangkan katoda adalah
elektroda positif dan terjadi reaksi reduksi.
Sel Elektrolisis
Elektrolisis artinya peristiwa berlangsungnya reaksi kimia oleh arus listrik.
Elektrolisis terdiri dari sel elektrolit dan dua elektroda logam/karbon yang
berfungsi sebagai katoda dan anoda.Pada anoda terjadi reaksi oksidasi sedangkan
pada katoda terjadi reaksi reduksi.
Gambar 1.1 Sel Elektrolisis
Ada dua tipe elektrolisis, yaitu elektrolisis lelehan (leburan) dan elektrolisis
larutan.
Elektrolisis Lelehan
Pada proses elektrolisis lelehan, kation pasti tereduksi di katoda dan
anion pasti teroksidasi di anoda. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi
elektrolisis lelehan garam NaCl (yang dikenal dengan istilah sel Downs) :
Katoda (-) : 2 Na+(l) + 2 e- ——> 2 Na(s) ……………….. (1)
Anoda (+) : 2 Cl-(l) Cl2(g) + 2 e- ……………….. (2)
2
Reaksi sel : 2 Na+(l) + 2 Cl-
(l) ——> 2 Na(s) + Cl2(g) …….. [(1) + (2)]
Elektrolisis Larutan
Elektrolisis Larutan dengan Elektroda Inert
Pada proses elektrolisis larutan dengan elektroda inert, apabila
kation pada golongan transisi (B) pasti tereduksi di katoda, dan
apabila kation golongan utama (A) pasti tereduksi air. Sedangkan,
anion apabila tanpa mengandung unsur oksigen pasti tereduksi di
anoda, dan apabila anion mengandung unsur oksigen pasti
tereduksi air. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi elektrolisis
larutan CaCl2 dan CuSO4:
CaCl2(aq) Ca2+ + 2Cl-
Katoda (-): 2H2O + 2e- 2OH- + H2
Anoda (+): 2Cl- Cl2 + 2e-
CaCl2(aq) + 2H2O Ca2+ + 2OH- + H2 + Cl2
CaCl2(aq) + 2H2O Ca(OH)2 + H2 + Cl2
2CuSO4(aq) 2Cu2+ + 2SO42-
Katoda (-): 2Cu2+ + 2e- 2Cu
Anoda (+): 2H2O 4H+ + O2 + 4e_
2CuSO4(aq) + 2H2O 2SO42- + 2Cu + 4H+ + O2
2CuSO4(aq) + 2H2O 2 H2SO4 + 2Cu + O2
Elektrolisis Larutan dengan Elektroda Aktif
Pada elektrolisis larutan dengan elektroda aktif, apabila kation
aturannya sama dengan aturan katoda untuk elektroda inert.
sedangkan, pada anoda apapun anionnya pasti teroksidasi dengan
elektrodanya. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi elektrolisis
larutan CuSO4 dengan elektroda nikel:
CuSO4(aq) Cu2+ + SO42-
Katoda (-): Cu2+ + 2e- 2Cu
Anoda (+): Ni Ni2+ + 2e-
CuSO4(aq) + Ni SO42- + Cu(s) + Ni2+
CuSO4(aq) + Ni Cu(s) + NiSO4(aq)
Potensial Reduksi Standar (E°red)
3
Potensial elektroda standar dari suatu logam adalah beda potensial antara
elektroda hidrogen standar dengan setengah sel yang terdapat logam tercelup
dalam larutannya dengan konsentrasi 1 molar pada suhu 250 atau dengan kata lain
DLG (daya gerak listrik) dari sel. Dengan mengetahui potensial standar dari
masing-masing elektroda, kita dapat menentukan besarnya potensial standar sel
lain yang terbentuk. Potensial yang digunakan dalam pemahasan ini adalah
potensial standar reduksi.
F. Rancangan Percobaan yang terdiri dari :
1) Alat dan Bahan
Alat-alat :
1. Gelas kimia 100 ml, 400 ml
2. Tabung reaksi dan rak
3. Tabung U
4. Batang karbon (dari baterai)
5. Voltmeter
6. Adaptor 6 volt
7. Kabel
Bahan :
1. H2O2 3%
2. FeCl3 0,1 M
3. HNO3 pekat
4. Larutan kanji
5. Lartutan I2
6. FeSO4 jenuh
7. KCNS 0,1 M
8. H2SO4
2M/pekat
9. KI
10. K2Cr2O7 0,1 M
11. CuSO4 1 M
12. ZnSO4 1 M
13. KNO3/NaNO3 1 M
14. Lempeng tembaga
15. Phenolptalein
16. CHCl3
4
2) Langkah-langkah Percobaan
1) Beberapa reaksi redoks
a) Tabung 1
- Ditambahkan 5 tetes larutan kanji
-
- Ditambahkan 1 ml H2SO4 2M
- Ditambahkan 10 tetes H2O2 3 %
Tabung 2
- Ditambahkan 5 tetes larutan kanji
-
- Ditambahkan 1 ml H2SO4 1M
- Ditambahkan 10 tetes FeCl3 0,1 M
Tabung 3
- Ditambahkan 5 tetes larutan kanji
-
- Ditambahkan tetes demi tetes HNO3 pekat
Sebagai pembanding
- Diencerkan
- Ditambahkan 2 tetes larutan kanji
5
Larutan tidak berwarna
merah kecoklatan
Larutan tidak berwarna
merah kecoklatan
Larutan tidak berwarna
merah kecoklatan
1 ml larutan KI 0,1 M
1 ml larutan KI 0,1 M
1 ml larutan KI 0,1 M
5 tetes larutan I2
Coklat kehitaman
- Diencerkan
- Ditambahkan 5 tetes larutan kanji
b)
- dimasukkan kedalam tabung “U” sampai 3 cm dari mulut tabung
- ditambahkan perlahan 2 ml FeSO4 jenuh - ditambahkan 2 ml K2Cr2O7
- ditambahkan 5 tetes KSCN 0,1 M 0,1 M pada tabung sebelah kiri
pada tabung sebelah kanan
- dicelupkan elektroda karbon - dicelupkan elektroda karbon
sampai terendam ± 2 cm sampai terendam ± 2 cm
Sebagai pembanding
- ditambahkan tetesan larutan KSCN 0,1 M
Pada percobaan (a), hal yang dilakukan adalah menyiapkan 4 tabung reaksi. Tabung 1,
2 dan 3 diisi 1 ml larutan KI 0,1 M dan 5 tetes larutan kanji. Tabung 1 dan 2 yang berisi
KI dan kanji ditambahkan 1 ml H2SO4 1 M. Setelah itu menambahkan 10 tetes H2O2 3%
pada tabung 1 dan 10 tetes FeCl3 0,1 M pada tabung 2. Lalu menambahkan tetes demi
tetes HNO3 pekat pada tabung 3 yang berisi KI dan kanji saja.
Tabung 4 digunakan untuk pembanding. Untuk membuat larutan pembanding yaitu
dengan cara mengisi tabung dengan 5 tetes I2 lalu mengencerkannya dan setelah itu
menambahkan 2 tetes larutan kanji. Setelah larutan pembanding telah dibuat,
dibandingkan hasil percobaan pada tabung 1,2,3 dan 4 dengan larutan pembanding.
Setelah dibandingkan, buang larutan pada tabung 4 dan tabung dibersihkan. Setelah itu
membuat larutan pembanding yang kedua dengan cara mengisi tabung 4 dengan 2 tetes I2
lalu mengencerkannya dan setelah itu menambahkan 5 tetes larutan kanji. Setelah larutan
6
ungu
2 tetes larutan I2
H2SO4 2 M
merah jingga
Merah darah Jingga kekuningan
2 ml FeCl3
Endapan coklat kemerahan
pembanding kadua telah dibuat, dibandingkan hasil percobaan pada tabung 1,2,3 dan 4
dengan larutan pembanding.
Pada percobaan (b), pertama-tama menyiapkan tabung “U” dan diisi H2SO4 2 M sampai
3 cm dari mulut tabung lalu memasang tabung U tersebut pada statif dengan klem. Setelah
itu mengisi 2 ml FeSO4 jenuh pada tabung sebelah kanan lalu menambahkannya 5 tetes
KSCN 0,1 M. Pada tabung sebelah kiri ditambahkan 2 ml K2Cr2O7 0,1 M. Masing-masing
tabung kanan dan kiri dicelupkan elektroda karbon sampai terendam ± 2 cm. Antar
elektroda karbon dihubungkan dengan menggunakan kabel berpenjepit buaya. Diamati
perubahan yang terjadi pada masing-masing tabung.
2) Penentuan Daya Gerak Listrik dari Sel Kimia
Gelas kimia I 100 ml Gelas kimia II 100 ml
- dicelupkan batang lempeng tembaga dan seng
- dihubungkan kedua lempeng tersebut dengan voltmeter
- dibuat jembatan garam dari kertas tissue yang digulung dan dibasahi
dengan larutan NaCl
Pada percobaan kedua, pertama-tama menyiapkan 2 gelas kimia 100 ml. Gelas I diisi
15 ml CuSO4 1 M dan gelas II diisi 25 ml ZnSO4 0,1 M Lalu membuat jembatan garam
dengan cara menggulung tissue dan membasahinya dengan larutan NaCl dan hubungkan
kedua gelas kimia dengan jembatan garam tersebut. Setelah itu menghubungkan lempeng
Cu dan Zn pada voltmeter. Setelah terhubung, celupkan lempeng Cu kedalam gelas kimia
berisi CuSO4 dan lempeng seng pada gelas kimia berisi ZnSO4. Catat angka yang ditunjuk
oleh voltmeter dan hitung Eo.
7
15 ml CuSO4 1 M 25 ml ZnSO4 0,1 M
Eo
3) Elektrolisis
Elektrolisis larutan KI
- dimasukkan kedalam tabung “U” sampai 3 cm dari mulut tabung
- dicelupkan elektroda karbon - dicelupkan elektroda karbon
sampai terendam ± 2 cm sampai terendam ± 2 cm
- dihubungkan elektroda karbon - dihubungkan elektroda karbon
dengan adaptor 6 votl dengan adaptor 6 votl
- putuskan aliran listrik setelah 5 menit
- diambil 2 ml larutan hasil elektrolisis - diambil 2 ml larutan hasil dari
ruang katoda elektrolisis dari ruang anoda
- ditambahkan PP - ditambahkan 1 ml CHCl3
- dikocok dan diamati
- ditambahkan 2 ml larutan FeCl3 0,1 M
Pada percobaan ketiga, pertama-tama memasang tabung “U” pada statif dengan klem
lalu mengisinya dengan KI 0,25 M sampai ± 3 cm dari mulut tabung. Setelah itu
mencelupkan elektroda karbon pada mulut tabung sebelah kanan dan kiri sampai
terendam ± 2 cm. Selanjutnya hubungkan elektroda sebelah kanan dengan kutub
negative pada sumber arus searah (adaptor 6 volt) dan elektroda sebelah kiri dengan
kutub positifnya. Amati dan catat perubahan warnanya sebelum dan sesudah reaksi
elektrolisis. Setelah 5 menit putuskan aliran listriknya lalu ambil 2 ml larutan hasil
elektrolisis dari ruang katoda dengan pipet dan memasukkannya dalam tabung reaksi.
Kemudian menambahkannya beberapa tetes PP lalu menambahkan lagi 2 ml larutan
FeCl3 0,1 M. Setelah itu mencatat peristiwa yang terjadi dan menjelaskan mengapa
demikian. Larutan hasil elektrolisis dari ruang anoda jiga diambil 2 ml dan
8
larutan KI 0,25 M
Mengeluarkan gas H2 Mengeluarkan gas I2
Larutan tidak berwarna Terdapat warna kuning kecoklatan
Larutan berubah warna menjadi merah muda
Terdapat larutan berwana kuning dan merah muda yang terpisah
Endapan coklat kemerahan
menambahkannya dengan 1 ml larutan CHCl3 lalu mengocoknya dan mengamati
peristiwa yang terjadi serta menjelaskan mengapa hal tersebut terjadi.
9
G. Hasil Pengamatan
NO. PERCOBAAN
HIPOTESIS HASIL PENGAMATAN KESIMPULAN
1. A. Tabung 1:2I-I2 + 2e-
2e- + 2H+ + H2O22H2O2H+ + H2O2 + 2I-I2+2H2O
-1 reduksi -2
H2SO4 + H2O2 + 2KII2 + 2H2O + K2SO4
-1 0
oksidasi
Tabung 2:2I-I2 + 2e- x1
e- + Fe3+ Fe2+x2
2I- + 2Fe3+ I2 + Fe2+
-1 oksidasi 0
2KI + 2FeCl3 I2 + 2FeCL2 + KCl+3 reduksi +2
Tabung 3:2I-I2 + 2e- x1
e- + 4H+ + NO3- NO + 2H2O x2
8H+ + 2NO3
- + 2I- I2 + 2NO + 4H2Ooksidasi
-1 0
8H+ + 2HNO3
- + 2KI I2 + 2NO + 4H2O + 2K+
Tabung 1: KI ditambahkan amilum dan ditambahkan H2SO4 larutan tidak berwarna.Setelah ditambahkan H2O2 larutannya berubah warna menjadi merah kecoklatan.
Tabung 2: KI ditambahkan amilum dan ditambahkan H2SO4 larutan tidak berwarna.Setelah ditambahkan FeCl3 larutannya berubah menjadi merah kecoklatan.
Tabung 3: KI ditambahkan amilum larutan tidak berwarna.Setelah ditetesi HNO3 larutan berwarna kuning. semakin banyak jumlah tetesan HNO3 larutan berwarna kuning (++).
Pembanding 1: larutan berwarna merah kecoklatan
Pembanding 2: larutan berwarna coklat kehitaman
Pada tabung 1, 2, 3 jumlah I2 lebih banyak daripada amilum.
10
+5 reduksi +2
Larutan yang mengalami perubahan warna menandakan adanya reaksi redoks.Larutan yang berubah warna menjadi coklat kehitaman mengandung I2 lebih banyak daripada larutan kanji. Larutan yang berubah warna menjadi ungu mengandung larutan kanji yang lebih banyak daripada I2.
1. B. Tabung kanan: +6 reduksi +4
2Fe2+ + 2H2SO4 + 6H+ 2Fe3+ + 3SO2 + 6H2O
+2 oksidasi +3
Fe3+ + SCN-Fe(SCN)3merah darah
Tabung kiri:+6 reduksi +3
K2Cr2O7 + 2H2SO4 2Cr3+ + SO2 + 2K+ + SO42-
+ 2H2O
Pembanding:FeCl3 + KSCN Fe(SCN) merah darah + KCl
Tabung kanan:
H2SO4 + FeSO4 larutan tidak berwarna setelah ditetesi KSCN larutan berwarna merah.Setelah dicelupkan elektroda karbon larutan berwarna merah darah.
Tabung kiri:H2SO4 + K2Cr2O7 larutan berwarna jingga setelah dicelupkan elektroda karbon larutan berwarna jingga kekuningan
Terdapat kesesuaian antara hasil pengamatan dengan hipotesis yaitu pada tabung kanan terbentuk Fe(SCN)3 dan pada tabung kiri terbentuk Cr3+
2. Katoda : Cu2+ + 2e Cu Eo = +0,34 voltAnoda : Zn Zn 2+ + 2e Eo = -0,76 voltCu2+ + Zn Cu + Zn2+
0 oksidasi 2+
Cu2+ + Zn Cu + Zn2+
2+ reduksi 0
Eo sel = ECu - EZn
CuSO4 berwarna biruZnSO4 tidak berwarnaSetelah dirangkai sel Gavani, voltmeter menunjukkan angka 4
Terdapat keksesuaian antara hasil pengamatan dengan hipotesis yaitu reaksi CuSO4 dengan ZnSO4
menghasilkan DGL = 1 Volt
11
= +0,34 – (-0,76) = + 1,1 volt
3. Katoda : 2H2O + 2e H2 + 2OH-
Anoda : 2I- I2 + 2e_____________________________2H2O + 2I-H2 + 2OH- + I2
2H2O + 2KI H2 + 2KOH + I2
Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3coklat kemerahan
KI tidak berwarna setelah dirangkai elektrolisis:Katoda: menghasilkan gelembung-elembung gas H2, larutan tidak berwrnaAnoda: menghasilkan gelembung-gelembung gas I2, larutan berwarna kuning kecoklatan.Larutan pada katoda ditambahkan PP: larutan berwarna merah muda kemudian ditambahkan FeCL3 larutan berubah menjadi berwarna merah kecoklatan.Larutan pada anoda ditambahkan CHCl3 terdapat larutan kuning dan pink yang terpisah.
Terdapat kesesuaian antara hasil pengamatan dengan hipotesis yaitu pada katoda terbentuk Fe(OH)3,
larutan pada anoda terdapat pemisahan antara larutan yang berwarna kuning dan pink.
12
H. Analisa Data
1. Pada percobaan pertama mengidentifikasi reaksi redoks berdasarkan perubahan warna
yang diamati
1.a.
Tabung 1:
2I-I2 + 2e-
2e- + 2H+ + H2O22H2O
2H+ + H2O2 + 2I-I2+2H2O
-1 reduksi -2
H2SO4 + H2O2 + 2KII2 + 2H2O + K2SO4
-1 0 oksidasi
KI ditambahkan amilum dan ditambahkan H2SO4 larutan tidak berwarna.
Setelah ditambahkan H2O2 larutannya berubah warna menjadi merah kecoklatan. Hal
itu mengindikasikan bahwa terjadi reaksi redoks yakni: O pada H2O2 mengalami
reduksi menjadi H2O, sedangkan I pada KI mengalami oksidasi menjadi I2.
Tabung 2:
2I-I2 + 2e- x1
e- + Fe3+ Fe2+x2
2I- + 2Fe3+ I2 + Fe2+
-1 oksidasi 0
2KI + 2FeCl3 I2 + 2FeCL2 + KCl
+3 reduksi +2
KI ditambahkan amilum dan ditambahkan H2SO4 larutan tidak berwarna.
Setelah ditambahkan FeCl3 larutannya berubah warna menjdi merah kecoklatan. Hal
ini mengindikasikan bahwa terjadi reaksi redoks yakni: Fe pada FeCl3 mengalami
reduksi menjadi FeCl2, sedangkan I pada KI mengalami oksidasi menjadi I2.
Tabung 3:
2I-I2 + 2e- x1
e- + 4H+ + NO3- NO + 2H2O x2
13
8H+ + 2NO3
- + 2I- I2 + 2NO + 4H2O
oksidasi -1 0
8H+ + 2HNO3
- + 2KI I2 + 2NO + 4H2O + 2K+
+5 reduksi +2
KI ditambahkan amilum larutan tidak berwarna. Setelah ditetesi HNO3
larutannya berubah warna menjadi kuning dan jika diteruskan atau ditambahkan
jumlah tetesan HNO3, maka warna larutan menjadi kuning (++). Hal ini
mengindikasikan bahwa terjadi reaksi redoks yakni: N dalam HNO3 mengalami
reduksi menjadi NO, sedangkan I pada KI mengalami oksidasi menjadi I2.
Berdasarkan hipotesa yaitu larutan yang mengalami perubahan warna
menandakan adanya reaksi redoks. Maka, dibutuhkan pembanding untuk mengetahui
seberapa besar kandungan I2 atau amilum dalam larutan tersebut. Sehingga, kami
membuat dua larutan pembanding yaitu pada pembanding 1, 5 tetes I2 ditambahkan 2
tetes larutan amilum yang menghasilkan warna merah kecoklatan dan itu
mengindikasikan bahwa kandungan I2 lebih banyak daripada amilum. Kemudian pada
pembanding 2, 2 tetes I2 ditambahkan 5 tetes larutan amilum yang menghasilkan
warna ungu dan itu mengindikasikan bahwa kandungan amilum lebih banyak
daripada I2. Namun, pada pembanding kami yang kedua warna yang didapatkan
adalah coklat kehitaman.
1.b.
Tabung kanan:
+6 reduksi +4
2Fe2+ + 2H2SO4 + 6H+ 2Fe3+ + 3SO2 + 6H2O
+2 oksidasi +3
Fe3+ + SCN-Fe(SCN)3merah darah
H2SO4 ditambahkan FeSO4 larutan tidak berwarna. Setelah ditetesi KSCN
larutan berubah warna menjadi merah. Kemudian, dicelupkan elektroda karbon
larutan menjadi berwarna merah darah. Hal ini mengindikasikan bahwa terjadi reaksi
redoks dari perubahan warna tersebut yakni: S dalam H2SO4 mengalami reduksi
menjadi SO2, sedangkan Fe dalam FeSO4 mengalami oksidasi menjadi Fe3+.
Tabung kiri: +6 reduksi +3
14
K2Cr2O7 + 2H2SO4 2Cr3+ + SO2 + 2K+ + SO42- + 2H2O
H2SO4 ditambahkan K2Cr2O7 larutan berwarna jingga, setelah dicelupkan elektroda
karbon larutan berubah warna menjadi jingga kekuningan. Hal ini mengindikasikan
bahwa terjadi reaksi redoks yakni: Cr dalam K2Cr2O7 mengalami reduksi menjadi
Cr3+.
Pembanding:
FeCl3 + KSCN Fe(SCN)3 merah darah + KCl
Pembanding dibuat untuk dapat membedakan warna larutan pada tabung kanan dan
kiri, serta mengetahui tabung mana yang memiliki kandungan Fe lebih banyak
didalam larutan tersebut. Maka, terdapat kesesuaian antara hasil pengamatan dan
hipotesis yaitu pada tabung kanan terbentuk Fe(SCN)3 dan pada tabung kiri terbentuk
Cr3+.
2. Pada percobaan kedua penentuan daya gerak listrik dari sel kimia
Katoda : Cu2+ + 2e Cu Anoda : Zn Zn2+ + 2e
Cu2+ + Zn Cu + Zn2+
0 oksidasi 2+
Cu2+ + Zn Cu + Zn2+
2+ reduksi 0
Eo sel = 1 volt
Pada percobaan ini diberlakukan ketentuan KAPAN (katoda positif-anoda
negatif), maka pada katoda lempeng Cu diletakkan dan lempeng Zn diletakkan pada
anoda. Sehingga, dapat diartikan sebagaimana CuSO4 yang larutannya berwarna biru
mengalami reduksi dan ZnSO4 yang larutannya tidak berwarna mengalami oksidasi.
Berdasakan hipotesis daya gerak listrik untuk reaksi redoks yang dihubungkan
dengan jembatan garam antara CuSO4 dan ZnSO4 adalah +1,1 volt. Namun pada
percobaan kami ini setelah dirangkai sel Gavani, voltmeter menunjukkan angka 4 dan
daya gerak listrik yang didapatkan adalah 1 volt.
3. Elektrolisis
Katoda : 2H2O + 2e H2 + 2OH-
Anoda : 2I- I2 + 2e
2H2O + 2I-H2 + 2OH- + I2
2H2O + 2KI H2 + 2KOH + I2
15
Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3coklat kemerahan
Pada percobaan ini diberlakukan ketentuan KNAP (katoda negatif-anoda
positif). maka, pada katoda menghasilkan gelembung-gelembung gas H2 dan warna
larutan tidak berwarna. Kemudian, pada anoda menghasilkan gelembung-gelembung
gas I2 dan larutannya berwarna kuning kecoklatan.
Setelah itu, larutan pada katoda ditambahkan PP warna larutan menjadi merah
muda, lalu ditambahkan FeCl3 larutannya berubah menjadi merah kecoklatan.
sedangkan, larutan pada anoda ditambahkan CHCl3 terdapat larutan kuning dan merah
muda yang terpisah.
Terdapat kesesuaian antara hasil pengamatan dan hipotesis yaitu larutan pada
katoda terbantuk Fe(OH)3, sedangkan larutan pada anoda terdapat pemisahan antara
larutan yang berwarna merah muda dengan larutan yang berwarna kuning.
I. Pembahasan
Pada percobaan pertama yaitu mengidentifikasi reaksi redoks berdasarkan
perubahan warna yang diamati. Pada percobaan ini, H2SO4 digunakan sebagai
pemberi suasana asam dan amilum digunakan sebagai indicator. Pada tabung 3 tidak
ditambah H2SO4 karena penambahan HNO3 sendiri sudah bersifat asam. Secara teori,
larutan yang mengalami perubahan warna menandakan adanya reaksi redoks. Larutan
yang berubah warna menjadi merah kecoklatan mengandung I2 lebih banyak daripada
amilum. Sedangkan, larutan yang berubah warna menjadi ungu mengandung larutan
amilum yang lebih banyak daripada I2. Maka, pada ketiga tabung pada percobaan
pertama ini mengandung I2 lebih banyak karena hasil larutan yang didapat adalah
merah kecoklatan. Begitu pula dengan kedua pembanding yang seharusnya
pembanding kedua merupakan pengidentifikasi bagi larutan yang mengandung
amilum lebih banyak dengan warna larutan ungu. Namun, pembanding kedua tersebut
larutannya berwarna coklat kehitaman. Hal ini jelas, bahwa pembanding dua juga
mengandung I2 lebih banyak dibandingkan dengan pembanding satu. Pada tabung 3
semakin banyak jumlah tetesan HNO3 larutan berwarna kuning (++). Hal ini terjadi
karena semakin banyak jumlah tetesan HNO3 semakin banyak I- yang teroksidasi
membentuk I2.
16
Pada percobaan pertama yang menggunakan tabung”U”, perubahan warna
larutan sebelah kanan tabung menjadi merah darah dikarenakan Fe3+ hasil oksidasi
dari FeSO4 bereaksi dengan SCN- dari KSCN membentuk Fe(SCN)3 yang merupakan
endapan merah darah. Pada tabung sebelah kiri larutan berwarna jingga yaitu warna
dari K2Cr2O7. Setelah dicelupkan elektroda karbon warna larutan menjadi jingga
kekuningan. Hal ini dikarenakan sebagian Cr6+ yang berwarna jingga tereduksi
menjadi Cr3+ yang berwarna kuning.
Pada percobaan kedua yaitu menentukan daya gerak listrik dari sel kimia.
Secara teori, sel kimia atau sel gavani (sel volta) adalah sel elektrokimia yang terdiri
dari 2 buah elektroda yang dapat menghasilkan energi listrik. Pada rangkaian sel
dibutuhkan pula jembatan garam, jembatan garam dibutuhkan untuk memberikan
jalan bagi ion untuk bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya untuk menjaga
larutan agar muatan listriknya tetap netral. Elektroda tembaga disebut katoda yang
mengalami reduksi yaitu Cu2+ menjadi Cu, ion Cu2+ dari larutan CuSO4. Sedangkan
elektroda seng sebagai anoda yang mengalami reaksi oksidasi yaitu dari Zn menjadi
Zn2+ dalam larutan ZnSO4.
Ion Cu2+ dari larutan CuSO4 melapisi elektroda tembaga, sedangkan Zn pada
elektroda seng semakin berkurang dan akan habis karena menjadi ion Zn2+. Kation-
kation di dalam jembatan garam berpindah ke gelas kimia yang mengandung
elektroda tembaga untuk menggantikan ion tembaga yang semakin habis. Sebaliknya,
anion-anion pada jembatan garam berpindah ke sisi elektroda seng yang menjaga agar
larutan yang mengandung ion Zn2+ tetap bermuatan listrik netral. Di dalam sel volta
berlaku KAPAN (katoda positif-anoda negatif), maka anoda mempunyai electron
yang lebih besar. Sementara katoda adalah yang kekurangan electron, itu berarti
tembaga sebagai penerima electron. Munculnya arus listrik yang terjadi dari anoda
menuju katoda disebabkan oleh perbedaan potensial elektrik antara kedua elektroda
tersebut. Melalui percobaan ini perbedaan potensial dapat diukur dengan voltmeter
dan hasilnya berupa potensial standar sel (E0 sel). Dari reaksi redoks antara CuSO4
dengan ZnSO4 secara teori menghasilkan daya gerak listrik sebesar 1,1 volt.
Sedangkan hasil percobaan menghasilkan daya gerak listrik sebesar 1 volt dengan
perhitungan sebagai berikut :
DGL = angka yang ditunjuk voltmeter x skala penunjuk
Skala maksimum
17
= 4
10 x 2,5 = 1 volt
Pada percobaan ketiga yaitu menguji elektrolisis larutan KI. Dalam sel
elektrolisis terjadi perubahan energy listrik menjadi energy kimia oleh karena itu
pada percobaan ini dihubungkan dengan baterai 6 volt agar terjadi reaksi kimia. Di
dalam sel elektrolisis berlaku katoda negative, anoda positif. Oleh karena KI ada
dalam system larutan, berarti didalam system yang akan terelektrolisis terdapat juga
air, selain K+ dan I-. Oleh karena K+ termasuk golongan IA, maka jika ada air yang
akan tereduksi airnya dan menghasilkan H2. Sementara itu, I- termasuk halogen, maka
akan teroksidasi menjadi unsurnya yaitu I2.
Larutan pada katoda saat ditambahkan PP berubah warna menjadi merah
muda, hal ini dikarenakan adanya ion OH- pada katoda yang terbentuk dari reaksi
reduksi: 2H2O + 2e H2 + 2OH-. Sedangkan gelembung udara yang muncul pada
katoda dikarenakan terbentuknya gas H2. Lalu penambahan FeCl3 menjadikan larutan
berwarna coklat kemerahan, hal ini terjadi karena ion OH- bereaksi dengan Fe3+
menjadi Fe(OH)3.
Larutan pada anoda berwarna kuning kecoklatan, hal ini membuktikan adanya
reaksi oksidasi 2I- I2 + 2e. Warna kuning kecoklatan tersebut merupakan warna
dari I2. Gelembung udara yang muncul pada anoda dikarenakan terbentuknya gas I2.
Lalu penambahan CHCl3 pada larutan di ruang anoda mengakibatkan terbentuknya
larutan kuning dan merah muda yang terpisah. Larutan kuning tersebut adalah I2
sedangkan larutan merah muda adalah CHCl3. Kedua larutan tersebut terpisah karena
perbedaan kepolaran larutan. Larutan I2 bersifat non polar sedangkan CHCl3 bersifat
polar. Senyawa polar hanya bisa larut dengan senyawa lain yang polar juga. Warna
CHCl3 adalah tidak berwarna tetapi saat ditambahkan pada larutan I2 menjadi merah
muda. Hal ini dikarenakan apabila suatu larutan iodide dikocok dengan 1-2 ml
kloroform, iod akan dibebaskan. Iod ini melarut membentuk larutan lembayung yang
turun ke sebelah bawah lapisan air.
J. Diskusi
Pada percobaan pertama yaitu KI ditambahkan amilum dan ditambahkan
H2SO4 larutan tidak berwarna. Setelah ditambahkan H2O2 larutannya berubah warna
menjadi merah kecoklatan, seharusnya adalah berwarna ungu. Hal itu terjadi
18
dikarenakan konsentrasi H2O2 terlalu pekat sehingga warna larutan menjadi cokelat
kehitaman.
Pada percobaan ketiga larutan pada katoda ditambahkan PP warna larutan
menjadi merah muda, lalu ditambahkan FeCl3 larutannya berubah menjadi merah
kecoklatan, seharusnya terdapat endapan berwarna merah kecoklatan. Hal itu terjadi
dikarenakan waktu yang dilakukan untuk elektrolisis kurang lama.
K. Simpulan
Reaksi redoks dapat diamati dan diidentifikasi dari perubahan warna suatu larutan
yang direaksikan
Sel volta merupakan sel elektrokimia yang menghasilkan energi lisrik
Perubahan potensial reduksi dapat dihitung dengan menentukan daya gerak listrik
menggunakan voltmeter dalam sel volta.
Larutan KI dapat dielektrolisis dan menghasilkan gas H2 pada katoda dan I2 pada
anoda
Sel elektrolisis merupakan sel elektrokimia yang membutuhkan energi listrik untuk
diubah menjadi energi kimia dalam reaksi redoks.
L. Jawaban Pertanyaan
1. Pada percobaan redoks tidak diperlukan sumber arus, sedangkan pada elektrolisis
diperlukan arus mengapa demikian? dan jelaskan apa sebenarnya fungsi arus
tersebut!
Jawab:
Karena Elektrolisis merupakan penguraian suatu zat akibat arus listrik. Elektrolisis
menerapkan arus listrik searah untuk mendorong agar terjadi reaksi elektrokimia di
dalam sel.
2. Apa yang dimaksud dengan jembatan garam, apa fungsinya dan jelaskan cara
pembuatannnya dengan kertas tissue!
Jawab:
19
Jembatan garam merupakan jembatan yang digunakan pada pembuatan sel volta
berbentuk seperti pipa U yang berisi elektrolit (KCl) yang digunakan sebagai kontak
listrik antara kedua larutan elektrolit dalam sel Volta.
M.Daftar Pustaka
andykimia03.wordpress.com/2009/09/09/elektrokimia-i-penyetaraan-reaksi-redoks-dan-
sel-volta. Diakses 13 April 2012, pukul 02:09 WIB
belajar-sob.blogspot.com/2009/09/reaksi-redoks-dan-elektrokimia.html. Diakses 4 April
2012, pukul 03:33 WIB
budisma.web.id/materi/sma/kimia-kelas-xii/sel-elektrolisis. Diakses 13 April 2012, pukul
02:10 WIB
Dasar, T. K. (2010). KIMIA DASAR II. Surabaya: Unipress.
Dasar, T. K. (2012). Penuntun Praktikum KIMIA DASAR LANJUT. Surabaya:Unipress
20
22
Pembanding 2 Tabung kanan : H2SO4 + FeSO4 + KSCN + Elektroda karbon
Tabung kiri : : H2SO4 + K2Cr2O7 + elektroda karbon
Tabung kanan : H2SO4 + FeSO4 + KSCN + Elektroda karbon
Pembanding : FeCl3 + KSCN
Tabung kiri : : H2SO4 + K2Cr2O7 +
Pembanding b : FeCl3 + KSCN
2. Penentuan Daya Gerak Listrik dari Sel Kimia
3. Elektrolisis
23
Tabung kanan : H2SO4 + FeSO4 + KSCN + Elektroda karbon
Pembanding : FeCl3 + KSCN
Tabung kiri : : H2SO4 + K2Cr2O7 +
Sel volta antara ZnSO4 dengn Cu SO4 Voltmeter menunjukkan angka 4