Lkpd Sel Volta [PDF]

Citation preview

Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) Unit Sekolah : SMAN 67 Jakarta Kelas : XII MIPA Semester : Ganjil Tahun Pelajaran : 2023/2024



Nama Siswa : Davia Kayla Kelas : XII MIPA 1 NO Absen : 07



LKPD LEMBAR KEGIATAN 1



PRINSIP KERJA SEL VOLTA



1. ORIENTASI



Tahukah Anda Baterai alkalin Aki Sumber:



(a)



(b)



Salah satu cara untuk menghasilkan energi listrik dari suatu larutan melalui sel volta. Pada sel volta terjadi reaksi redoks spontan yang akan menghasilkan energi listrik tanpa dihubungkan dengan saklar listrik. Salah satunya dalam kehidupan sehari-hari yaitu terlihat pada gambar (a) baterai dan



INFORMASI



Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara energi listrik dan reaksi kimia. Elektrokimia sec Gambar 1. Komponen-komponen Sel Volta



Zn(NO3)2 (aq)



Cu(NO3)2 (aq)



Elektroda yaitu batangan/lempengan/plat logam atau kawat dimana terjadinya reaksi reduksi dan oksidasi Anoda (kutub negatif) yaitu proses terjadinya reaksi oksidasi yaitu melepas elektron Katoda (kutub positif) yaitu proses terjadinya reaksi reduksi yaitu menangkap elektron. Jembatan Garam yaitu tabung U yang berisikan larutan garam yang bersifat elektrolit kuat Voltmeter adalah alat untuk mengukur besar tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Larutan elektrolit yaitu larutan yang dapat menghantarkan arus listrik.



2. EKSPLORASI I Model 1 Prinsip Kerja Sel Volta



A



Keterangan: Zn Cu NO3-



B



PERTANYAAN KUNCI 1. Berdasarkan Model 1, perhatikan apakah voltmeter bergerak atau tidak. Jawab : Berdasarkan Model 1, voltmeter bergerak. 2. Berdasarkan Model 1, tuliskan elektroda yang digunakan pada percobaan sel volta tersebut. Jawab : Elektroda yang digunakan adalah Zn dan Cu. 3. Berdasarkan pertanyaan 2, bagaimana keadaan batang elektroda sebelum (lihat informasi) dan setelah proses reaksi tersebut (Model 1). Jawab : Batang elektroda Zn sebelum digunakan utuh dan setelah digunakan mengalami pengurangan/keropos sedangkan elektroda Cu sebelum digunakan utuh dan setelah digunakan terjadi pengendapan. 4. Berdasarkan Model 1 dan pertanyaan no 3, tentukan arah aliran elektron asal pada percobaan tersebut. Jawab : Aliran elektron dari Zn ke Cu. 5. Berdasarkan Model 1 dan pertanyaan no 4, tentukan elektroda yang bertindak sebagai katoda dan anoda. Jawab : Katoda : Cu Anoda : Zn 6. Berdasarkan pertanyaan no 6, tentukan reaksi yang terjadi di katoda dan anoda beserta fasanya (lihat informasi) berdasarkan penangkapan dan pelepasan elektron. Jawab:Katoda Anoda



: Cu2+(aq) + 2e →



Cu(s)



: Zn(s)



→



Zn2+(aq) + 2e



→



Zn2+(aq) + Cu(s)



Reaksi Sel : Zn(s) + Cu2+(aq)



PERTANYAAN KUNCI



+



7. Berdasarkan jawaban pertanyaan kunci di atas, buatlah kesimpulan dari prinsip kerja sel volta. Jawab : Prinsip kerja sel volta yaitu terjadi pergerakan elektron dari anoda ke katoda dimana anoda mengalami rekasi oksidasi/pelepasan elektron sedangkan katoda menangkap elektron sehingga elektroda di anoda mengalami pengurangan jumlah dan di katoda terjadi penambahan katoda. Pergerakan elektron ini mengakibatkan voltmeter bergerak.



LATIHAN 1 Perhatikan gambar di bawah ini! Gambar 2. Percobaan sel volta (sumber: Brady, hal 925)



LATIHAN 1 1. Berdasarkan gambar 2, tentukan elektroda apa yang bertindak sebagai kutub positif dan kutub negatif! Jawab Elektroda yang bertindak sebagai kutub positif : Elektroda yang bertindak sebagai kutub negatif: ……………………………………. 2. Berdasarkan pertanyaan no 1, tentukan aliran elektron pada sel volta tersebut! (elektron dari katoda ke anoda atau elektron dari anoda ke katoda) Jawab……………………………………………………………………………………. ..………………………………………………………………………………………… …. 3. Berdasarkan pertanyaan no 2, tentukan elektroda yang bertindak sebagai katoda dan anoda. Jawab Elektroda yang bertindak sebagai katoda: ……………………………………. Elektroda yang bertindak sebagai anoda: ……………………………………. 4.Berdasarkan pertanyaan no 3 (berdasarkan pelepasan dan penangkapan elektron pada elektroda), tentukan reaksi yang terjadi di katoda dan anoda beserta fasanya! Jawab Reaksi pada katoda: …………………………………………………………………. Reaksi pada anoda: …………………………………………………………………... Reaksi Sel



: ……………………………………………………………………



+



2. EKSPLORASI II Model 1 Prinsip Kerja Sel Volta



Keterangan:



NO3-



A



B



PERTANYAAN KUNCI 1. Berdasarkan Model 1, tuliskan larutan yang digunakan pada dua beaker glass tersebut dan tuliskan ionisasi larutannya. Jawab……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………….. 2. Berdasarkan Model 1, tuliskan ion apa yang digunakan pada jembatan garam Jawab……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………….. 3. Berdasarkan Model 1, tentukan ion apa yang paling banyak dan sedikit pada beaker glass A. Jawab……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………….. 4. Berdasarkan pertanyaan 3, untuk menetralkan larutan pada beaker glass A ion apa yang digunakan pada jembatan garam. Jawab……………………………………………………………………………… 5. Berdasarkan Model 1, tentukan ion apa yang paling banyak dan sedikit pada beaker glass B. Jawab……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………..



PERTANYAAN KUNCI 6. Berdasarkan pertanyaan 5 untuk menetralkan larutan pada beaker glass B, ion apa yang digunakan pada jembatan garam. Jawab……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………….......



7. Berdasarkan pertanyaan dari no 4 dan 6 tentukan fungsi jembatan garam pada Sel Volta. Jawab…………………………………………………………………………… … ……………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………...



LATIHAN 2 Perhatikan gambar di bawah ini! Gambar 2. Percobaan sel volta (sumber: Brady, hal 925)



LATIHAN 2 1. Berdasarkan gambar 2, tuliskan ion yang jumlahnya terdapat paling banyak dan sedikit pada larutan Cu(NO3)2 pada percobaan sel volta tersebut. Jawab………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………….. 2. Untuk menetralkan larutan Cu(NO3)2 pada percobaan sel volta sesuai pertanyaan 1, tentukan ion apa pada jembatan garam yang digunakan untuk menetralkan larutan Cu(NO3)2 tersebut!(kation/anion) dari garam KCl Jawab……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………….. 3. Berdasarkan gambar 2, tentukan dan tuliskan ion apa yang terdapat paling banyak dan sedikit pada larutan AgNO3 pada percobaan sel volta tersebut. Jawab………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………. 4.Untuk menetralkan larutan AgNO3 pada percobaan sel volta sesuai pertanyaan 3, tentukan ion apa pada jembatan garam yang digunakan untuk menetralkan larutan AgNO3 tersebut!(kation/anion) dari garam KCl Jawab……………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………



KESIMPULAN Buatlah kesimpulan sesuai pengamatan yang telah ananda lakukan. Alat dan bahan yang digunakan pada sel volta dan kegunaannya …………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Prinsip kerja sel volta………………………………………………………………..... ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Fungsi Jembatan garam pada sel volta………………………………………………... ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………



LEMBAR KEGIATAN 2 NOTASI SEL VOLTA



1. ORIENTASI INDIKATOR: 3.4.1 Menentukan notasi sel dari reaksi-reaksi yang terjadi pada sel volta



INFORMASI



Sel elektrokimia sering diwakili dengan notasi yang rapi disebut diagram sel atau notasi sel. Untuk menentukan no



2.EKSPLORASI Model 2



Gambar 8 percobaan sel volta



PERTANYAAN KUNCI 1. Berdasarkan Model 2, tuliskan dan tentukan elektroda sebagai kutub positif dan negatif Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………... 2. Berdasarkan Model 2, logam apakah yang mengalami oksidasi? Tuliskan reaksi dan fasanya! Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………... 3. Perhatikan fasa zat pada reaksi oksidasi tersebut! Tuliskan zat yang mengalami oksidasi tersebut dalam fasa yang dimilikinya dan batasi dengan satu garis untuk fasa yang berbeda! (untuk fasa sama berikan tanda koma). Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………... 4. Berdasarkan Model 2, logam apakah yang mengalami reduksi? Tuliskan reaksi dan fasanya! Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………... 5. Perhatikan fasa zat pada reaksi reduksi tersebut! Tuliskan zat yang mengalami reduksi tersebut dalam fasa yang dimilikinya dan batasi dengan satu garis untuk fasa yang berbeda! (untuk fasa sama berikan tanda koma). Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………...



PERTANYAAN KUNCI



Berdasarkan pertanyaan no 3 dan 5, tulis kembali jawaban ananda secara berdampingan dengan syarat y Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………...



Berdasarkan pertanyaan no 6 untuk melengkapi notasi sel tersebut, diantara kedua reaksi tersebut dipis Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………...



LATIHAN Tuliskanlah notasi sel volta yang menggunakan pasangan elektroda berikut! Ni(s) + Zn2+ (aq) → Ni2+ (aq) + Zn(s) Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………... Cu(s) + Pb2+ (aq) → Cu2+ (aq) + Pb(s) Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………... Cr(s) + Ca2+ (aq) → Cr3+ (aq) + Ca(s) Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………...



LATIHAN Tuliskanlah reaksi elektroda dan reaksi sel pada masing-masing sel volta berikut! Ni(s) │ Ni2+ (aq)║ Fe2+ (aq) │ Fe(s) Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………... Cu(s) │ Cu2+ (aq)║ Ni2+ (aq) │ Ni(s) Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………... Mn(s) │ Mn2+ (aq)║ Mg2+ (aq) │ Mg(s) Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………...



KESIMPULAN Buatlah kesimpulan sesuai pengamatan yang telah ananda lakukan. Cara menuliskan notasi sel …………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………



LEMBAR KEGIATAN 3 POTENSIAL ELEKTRODA STANDAR



1. ORIENTASI INDIKATOR: 3.4.5 Menghitung potensial elektroda standar berdasarkan data potensial standar Hidrogen



INFORMASI Elektroda pada setiap setengah sel memiliki potensial sendiri yang disebut dengan potensial standar elektroda (Eo). elektroda setengah sel yang memiliki potensial elektroda nol ialah Elektroda Standar Hidrogen (SHE).



Gambar 9 percobaan Elektroda Standar Hidrogen (SHE) 2H+ (aq) +



2 e- → H2(g) Eo katoda = 0,00 V (Sumber: Brady, hal 926)



INFORMASI



Jika kita menghubungkan elektroda standar hidrogen dengan elektroda lain setengah sel, kita dapat men



Keterangan :Eo cell= Potensial elektroda Sel Standar Eo katoda = Potensial Standar Eo cellelektroda = Eo katoda - Eo pada AnodaKatoda Eo Anoda = Potensial elektroda Standar pada Anoda



2.EKSPLORASI



Model 3



Gambar 10 percobaan sel volta dengan elektroda standar gas hidrogen (Sumber: Brady, hal 927)



PERTANYAAN KUNCI



Eo celldari 1. Berdasarkan Model 3, berapakah beda potensial (tegangan/ dihasilkan ) yang kedua elektroda tersebu Jawab



……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………. ..



2. Berdasarkan Model 3, tuliskan zat apa yang mengalami oksidasi dan reduksi! Jawab Oksidasi……… … Reduksi……………………………………………………………………………



3. Jika telah diketahui potensial elektroda hidrogen (katoda) adalah 0. Maka tentukanlah potensial elektroda Zn (anoda) (dengan menggunakan rumus



“Belajar butuh kesabaran. Hilangkan rasa ingin cepat-cepat menguasai materi. Belajar butuh proses.”



LATIHAN 1. Jika kita hubungkan elektroda hydrogen standar dengan elektroda Cu dalam larutan 1 M Cu2+. Beda potensial sel antara kedua elektroda tersebut adalah 0,34 V. tentukanlah harga potensial elektroda standar Cu! Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………… … 2. Jika dihubungkan elektroda hidrogen standar dengan elektroda Fe dalam larutan 1 M Fe2+. Beda potensial sel antara kedua elektroda tersebut adalah 0,45 V. tentukanlah harga potensial elektroda standar Fe! Jawab ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………...



KESIMPULAN Buatlah kesimpulan sesuai pengamatan yang telah ananda lakukan. Cara menentukan potensial elektroda standar ……………………………………….. ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………



LEMBAR KEGIATAN 4 POTENSIAL SEL STANDAR



1. ORIENTASI INDIKATOR: 3.4.6 Menghitung potensial sel standar berdasarkan data potensial standar dari beberapa elektroda



INFORMASI



Berikut ini merupakan tabel nilai potensial elektroda standar yang didapatkan melalui penelitian pada suhu 2



INFORMASI



Gambar 11 tabel potensial reduksi elektroda standar (sumber: Brady, hal 928)



2.EKSPLORASI Model 4



Gambar 12 percobaan sel volta



PERTANYAAN KUNCI 1. Berdasarkan Model 4, tentukan elektroda yang bertindak sebagai anoda dan tuliskan reaksinya! Jawab…………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………… 2. Berdasarkan Model 4, tentukan elektroda yang bertindak sebagai katoda dan tuliskan reaksinya! Jawab: …………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………….



PERTANYAAN KUNCI 3. Dengan menggunakan table potensial elektroda standar (pada kolom informasi), hitunglah potensial elektroda sel standar (Eo cell) pada reaksi sel di atas, dengan menggunakan rumus Eo cell yang telah didapat sebelumnya. Jawab: ………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 4. Jika Eo cell bernilai positif, maka reaksi spontan dan jika Eo cell bernilai negatif maka reaksi nonspontan. Maka berdasarkan pertanyaan no 3, tentukanlah reaksi tersebut spontan atau nonspontan? Berikan alasannya! Jawab: ………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 5. Berdasarkan pertanyaan no 1 dan 2, tentukan dan tuliskan reaksi setengah sel dari percobaan sel volta berdasarkan Model 4!(untuk Eo cell pada reaksi dibalik, maka Eo cell-nya berubah tanda). Jawab: Anoda (Oksidasi): ………………………………………….Eo cell ………………. Katoda (Reduksi): ………………………………………… Eo cell....................................+ Reaksi Sel : ………………………………………… Eocell ……………… ……………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………….



LATIHAN 1. Dengan menggunakan tabel potensial elektroda standar, hitunglah potensial sel standar (Eo cell) dari reaksi berikut dalam sel volta! a. Cu(s) + Pb2+ (aq) → Cu2+ (aq) + Pb(s) Jawab:………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… b. 2Al(s) + 3Zn2+ (aq) → 2Al3+ (aq) + 3Zn(s) Jawab: ………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 2. Berdasarkan pertanyaan no 1, tentukanlah reaksi-reaksi yang berlangsung spontan atau tidak spontan. Jelaskanlah! a. Cu(s) + Pb2+ (aq) → Cu2+ (aq) + Pb(s) Jawab: ………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… b. 2Al(s) + 3Zn2+ (aq) → 2Al3+ (aq) + 3Zn(s) Jawab: ………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………



KESIMPULAN Buatlah kesimpulan sesuai pengamatan yang telah ananda lakukan. Cara menentukan potensial sel standar………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………