LKPD Redoks Kelompok [PDF]

Citation preview

Penyetaraan Persamaan Reaksi Redoks



Kelompok : Anggota : 1 Abil Muhamad R 2. Dara Dalta 3. Diaz Farid 4. . Muhamad Rizal Ramdani 5. Najwa Alicia 6. Silva Indriani



TUJUAN KEGIATAN:



1. Menemukan persamaan reaksi redoks setara dengan metode setengah reaksi. 2. Menemukan persamaan reaksi redoks setara dengan metode bilangan oksidasi.



Kegiatan



The Lead Storage Battery dikenal dengan sebutan baterai mobil atau aki/accu.



Baterai penyimpan plumbum (timbal) terdiri dari enam sel yang terhubung secara seri. Anoda pada setiap sel adalah plumbum (Pb), sedangkan katodanya adalah plumbum dioksida (PbO2). Elektroda dicelupkan ke dalam larutan asam sulfat (H 2SO4). Pada kondisi normal, masing -masing sel menghasilkan potensial sebesar 2 volt. Dengan demikian, sebuah aki dapat m enghasilkan potensial sebesar 12 volt. Sel aki dapat diisi ulang (rechargeable), sebab reaksi redoksnya dapat dibalik untuk menghasilkan reaktan awalnya. Reaksi yang terjadi saat pengisian aki merupakan kebalikan dari reaksi yang terjadi saat pemakaian aki. Reaksi selnya pada saat pemakaian aki adalah sebagai berikut : Katoda (Reduksi) : PbO2(s) + 4 H+(aq) + SO42-(aq) + 2 e- ——> PbSO4(s) + 2 H2O(l) Anoda (Oksidasi) : Pb(s) + SO42-(aq) ——> PbSO4(s) + 2 eReaksi sel : PbO2(s) + Pb(s) + 4 H+(aq) + 2 SO42-(aq) ——> 2 PbSO4(s) + 2 H2O(l) Reaksi di atas termasuk reaksi redoks yang cara menyetarakannya berbeda dengan cara menyetarakan reaksi ki mia biasa (bukan reaksi redoks), karena selain



jumlah atom, jumlah muatan di kedua ruas pun harus sama.



Menurut kalian masalah apa yang muncul dari fenomena diatas ? rumuskan masalah tersebut dalam bentuk pertanyaan !.



1. Apakah perbedaan antara penyetaraan reaksi kimia biasa dengan penyetaraan setengah reaksi dan penyetaraan reaksi dengan bilangan oksidasi? 2. Apakah penyetaraan reaksi kimia biasa adalah cara efektif untuk menyelesaikan penyetaraan reaksi kimia?



Perkirakan jawaban dari pertanyaan-pertanyaan yang telah kalian buat! 1. Perbedaannya terdapat pada kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi, reaksi kimia yang tidak sekompleks reaksi reduksi oksidasi, dan rumus penyetaran reaksi yang berbeda. 2. Ya, karena cara yang paling efektif untuk menyelesaikan persamaan reaksi kimia biasa ialah dengan cara penyetaraan reaksi kimia biasa, kecuali jika suatu reaksi kimia tersebut merupakan reaksi reduksi dan oksidasi.



Cari beberapa sumber untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan yang telah kalian buat diatas!



Cermati reaksi di bawah ini !



Persamaan reaksi redoks dikatakan setara jika jumlah atom dan jumlah muatan di ruas kiri sama dengan jumlah atom dan jumlah muatan di ruas kanan. Pada dasarnya reaksi redoks berlangsung di dalam pelarut air sehingga penyetaraan persamaan reaksi redoks selalu melibatkan ion H+ dan OH–. Terdapat dua metode untuk menyetarakan reaksi redoks, yaitu dengan cara setengah reaksi dan cara bilangan oksidasi. A. cara setengah reaksi Pada penyetaraan dengan cara setengah reaksi, persamaan reaksi dipecah menjadi dua persamaan reaksi yang masing-masing disebut setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi. Setelah itu dijumlahkan dengan memperhatikan jumlah elektron yang diikat dan dilepas ( konsep pelepasan dan pengikatan elektron diterapkan pada cara ini ). Setarakan reaksi:



MnO4– + Cl–



→ Mn2+ + C12 (suasana asam)



1. Tuliskan setengah reaksi untuk kedua zat yang akan direaksikan. Jawab: MnO4–



Mn2+



Cl–



C12



2. Setarakan unsur yang mengalami perubahan biloks. Jawab : MnO4–



Mn2+



2Cl–



C12



3. Setarakan atom oksigen dengan menambahkan molekul H2O pada:



- Suasana asam: ruas yang kekurangan atom O. - Suasana basa : ruas yang kelebihan atom O. Jawab : MnO4–



Mn2+ + 4H2O (suasana asam)



2Cl–



C12



4. Setarakan atom hidrogen dengan menambahkan: - Suasana asam: ion H+ pada ruas yang kekurangan hidrogen. - Suasana basa : ion OH– pada ruas yang kekurangan hidrogen. Jawab : 8H+ + MnO4– 2Cl–



Mn2+ + 4H2O (suasana asam) C12



5. Setarakan muatan dengan menambahkan elektron ( e- ) Jawab : 5e_ + 8H+ + MnO4– 2Cl–



Mn2+ + 4H2O



C12 + 2e_



6. Samakan jumlah elektron yang diterima dengan yang dilepaskan, kemudian jumlahkan. Jawab : 10e_ + 16H+ + 2MnO4– 10Cl– 16H+ + 2MnO4– + 10Cl–



2Mn2+ + 8H2O 5C12 + 10e_ 2Mn2+ + 8H2O + 5C12



B. Cara perubahan bilangan oksidasi Pada penyetaraan reaksi dengan cara bilangan oksidasi diperlukan keterampilan menghitung bilangan oksidasi secara tepat dan cepat. Cara ini mempunyai tahapan yang lebih sederhana, tetapi langkah yang ditempuh harus urut.



Setarakan reaksi: MnO + PbO2 → MnO4- + Pb2+ (suasana asam)



1. Tentukan biloks masing-masing unsur yang terlibat dalam reaksi ! Jawab : +2 MnO



+ PbO2 +4



+7 MnO4- + Pb2+ +2



2. Tentukan unsur yang mengalami perubahan biloks dengan menghubungkan kedua unsur pada persamaan reaksi dengan garis ! Jawab : +2 MnO



oksidasi + PbO2 +4



+7 MnO4-



+ Pb2+ +2



reduksi



3. Tentukan besar perubahan biloks unsur-unsur pada no.2 di atas ! Jawab : MnO PbO2



MnO4- Terjadi kenaikan biloks (oksidasi) dari +2 menjadi +7, selisih = +5 Pb2+ Terjasi penurunan biloks (reduksi) dari +4 menjadi +2, selisih = -2



4. Samakan besar perubahan biloks kedua unsur di atas dengan mencari KPK dari perubahan biloksnya ! Jawab : Mn x2 (setiap unsur Mn dikalikan dengan 2) Pb x5 (setiap unsur Pb dikalikan dengan 5)



5. Angka yang digunakan sebagai pengali untuk mendapat nilai KPK pada no.4 di atas kalikan ke koefisien unsurnya !



Jawab : MnO + PbO2 2MnO + 5PbO2



MnO4- + Pb2+ 2MnO4- + 5Pb2+



6. Tentukan jumlah muatan di ruas kiri dan di ruas kanan untuk reaksi pada no.5 di atas ! Jawab :



Muatan di ruas kiri = 0 Muatan di ruas kanan = -2 + 10 = 8 muatan



7. Setarakan muatan dengan menambahkan: - suasana asam : ion H+ pada ruas yang lebih negatif. - suasana basa : ion –OH pada ruas yang lebih positif. Jawab : 2MnO



+ 5PbO2 + 8H+



2MnO4- + 5Pb2+



8. Setarakan atom hidrogen dengan menambahkan molekul H2O pada ruas yang kekurangan hidrogen. Jawab : 2MnO + 5PbO2 + 8H+ 2MnO + 5PbO2 + 8H+



2MnO4- + 5Pb2+ 2MnO4- + 5Pb2+



+ H2O + 4H2O



Apa yang bisa kamu simpulkan dari hasil kegiatan diatas ? Tuliskan kesimpulanmu dibawah ini ! Pada reaksi kimia, atom-atom hanya disusun ulang, tidak ada yang diciptakan ataupun dimusnahkan. Kemudian, ada beberapa hal khusus yang perlu diperhatikan. Elektron ditransfer dari substansi ke substansi lainnya, sehingga perlu diperhatikan darimana dan kemana elektron ditransfer serta besarnya muatan yang dibawa elektron-elektron tersebut. Jadi, ada 3 faktor yang perlu diperhatikan dalam menyetarakan persamaan reaksi redoks, yaitu: 1.



Jumlah atom



2.



Jumlah elektron yang ditransfer



3.



Jumlah muatan reaktan dan produk.



Latihan Soal 1. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara setengah reaksi. a. CuS + HNO3 → Cu(NO3)2 + S + H2O + NO (suasana asam) CuS + 2HNO3- → Cu(NO3)2 + H2O + S + 2H+ +2e 3 3CuS + 6HNO3- → 3Cu(NO3)2 + 3S + 6H+ + 6e 2HNO3- + 8H+ + 6H+ → 4H2O + 2NO 1 2HNO3- + 8H+ + 6e → 4H2O + 2NO 3CuS + 4HNO3- + 2H+ → 3Cu(NO3)2 + 3S + 4H2O + 2NO



b. KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + H2O + Cl2 (suasana asam) 2Cl → Cl2 + 2e



5



10Cl- → 5Cl2 + 10e



MnO4- + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O



2



2MnO4- + 16H+ + 10e → 2Mn2+ + 8H2O



-



10Cl- + 2MnO4- + 16H+ → 5Cl2 + 2Mn2+ + 8H2O



c. I– + N → I2 + NO (suasana asam) 2I- → I2 + 2e N- + H2O + e → NO + 2H+



1 2



2I- → I2 + 2e 2N- + 2H2O + 2e → 2NO + 2H+ 2I- + 2N- + 2H2O → I2 + 2NO + 2H+



d. CrI3 + KOH + Cl2 → K2CrO4 + KIO4 + KCl + H2O (suasana basa) Cl2 + 2e → 2ClCr3+ + 8OH- → CrO42- + 4H2O + 3e 24OH- → 3IO4- + 12H2O + 24e 2



27Cl2 + 54e → 54Cl2 2Cr3+ + 16OH- → 2CrO42- + 8H2O + 6e 3I- + 6I + 48OH- → 6IO4- + 24H2O + 48e 27



27Cl2+ + 2Cr3+ +6I- + 64OH- → 54Cl- + 2CrO4- + 32H2O =



2CrI3+ + 64KOH + 27Cl2 → 2K2CrO4 + 6KIO4 + 54KCL + 32H2O



e. Bi2O3 + NaOH + NaOCl → NaBiO3 + NaCl + H2O (suasana basa) Bi2O3 + 2NaOH + 4OH- → 2NaBiO3 + H2O + 2H2O + 4e



1



Bi2O3 + 2NaOH- + 4OH- → 2NaBiO3 + H2O + 2H2O + 4e



NaClO + H2O + 2e → NaCl + 2OH-



2



2NaClO + 2H2O + 4e → 2NaCl + 4OHBi2O3 + 2NaOH + 2NaClO → 2NaBiO3 + 2NaCl + H2O



2. Setarakan reaksi redoks berikut dengan cara perubahan bilangan oksidasi.