RPP Kimia Kelas Xii - Redoks & Elektrokimia [PDF]

Citation preview

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) A. Identitas Identitas Sekolah



: SMA



Mata Pelajaran



: Kimia



Kelas /Semester



: XII / 1



Materi Pokok



: Redoks dan Elektrokimia



Alokasi Waktu



: 4 x 45 menit



B. Kompetensi Dasar (KD) dan Indikator: Kompetensi Inti KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun,responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. KI3:



Memahami, menerapkan, menganalisis dan mengevaluasi pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan,kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.



KI4 : Mengolah, menalar, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.



KD dari KI 3: 3.3 Mengevaluasi gejala atau proses yang terjadi dalam contoh sel elektrokimia (sel volta dan sel elektrolisis) yang digunakan dalam kehidupan. 3.4 Menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi dan mengajukan ide/gagasan untuk mengatasinya. 3.5 Menerapkan hukum/aturan dalam perhitungan terkait sel elektrokimia.



Indikator: -



Menggunakan aturan cara setengah reaksi dan perubahan bilangan oksidasi untuk menyelesaikan persamaan redoks



-



Menuliskan lambang sel dan reaksi-reaksi yang terjadi pada sel Volta



-



Menghitung potensial sel berdasarkan data potensial standar.



-



Menyimpulkan bahwa dalam sel elektrokimia melibatkan reaksi redoks.



-



Menggunakan data hasil percobaan terkait yang terjadi di kedua elektroda, kutub negatif dan kutub positif pada kedua elektroda, potensial sel terukur (sel volta), membedakan hasil pengamatan sebelum dan sesudah menghubungkan arus listrik (pada sel elektrolisis), dan menuliskan reksinya.



-



Menggunakan hukum Nernst dan deret Nernst untuk memprediksi/ menganalisis potensial sel.



-



Menggunakan hukum Faraday untuk menganalisis hubungan antara arus listrik yang digunakan dengan jumlah hasil reaksi yang terjadi.



KD dari KI 4 4.3 Menciptakan ide/gagasan produk sel elektrokimia. 4.4 Mengajukan ide/gagasan untuk mencegah dan mengatasi terjadinya korosi 4.5 Memecahkan masalah terkait dengan perhitungan sel elektrokimia Indikator : -



Berlatih menentukan kespontanan reaksi elektrokimia berdasarkan data potensial reduksi/oksidasi dan deret Nernst.



-



Berlatih memecahkan masalah terkait perhitungan kimia dalam elektrolisis menggunakan hukum Faraday.



-



Menganalisis



faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya korosi menggunakan



berbagai sumber. -



Mengajukan/memprediksi gagasan untuk mengatasi/mencegah terjadinya korosi (electroplating, cat, perlindungan katodik, aliasi logam)



C. Tujuan pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, siswa diharapkan mampu 1. Diberikan persamaan reaksi, siswa dapat menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi (ion elektron) paling sedikit 80% benar.



2. Diberikan persamaan reaksi, siswa dapat menyetarakan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi (PBO) minimal 80% benar. 3. Dari persamaan reaksi, siswa dapat menuliskan lambang sel pada sel volta minimal 80% benar. 4. Dari diagram sel, siswa dapat menuliskan reaksi-reaksi yang terjadi pada sel volta paling sedikit 90% benar. 5. Siswa dapat menghitung potensial sel berdasarkan data potensial standar minimal 80% benar.



D. Materi pembelajaran : 1. Penyetaraan persamaan reaksi redoks 2. Sel Elektrokimia dan potensial sel 3. Sel Elektrolisis dan Hukum Faraday 4. Korosi



Materi Pembelajaran 1. Penyetaraan Reaksi Redoks Reaksi redoks adalah reaksi yang mengalami dua peristiwa yaitu reduksi dan oksidasi (ada perubahan Biloks satu atau lebih unsur yang bereaksi). Reaksi autoredoks adalah reaksi redoks yang hanya satu jenis unsur yang mengalami reduksi dan oksidasi. Untuk menentukan reaksi redoks (reduksi-oksidasi) tidak selalu menghitung nilai biloksnya karena kadang2 dapat ditentukan dengan cepat, sebagai contoh :



Penentuan reaksi redoks di atas berdasarkan penerimaan/pelepasan oksigen. Fe2O3 menjadi Fe merupakan reaksi reduksi karena melepas oksigen. Sedangkan CO menjadi CO2 merupakan reaksi oksidasi karena jumlah oksigennya bertambah.



Penentu reaksi redoks di atas berdasarkan penerimaan /pelepasan Hidrogen. Jika jumlah Hidrogennya berkurang berarti oksidasi sedangkan jika bertambah berarti reduksi.



Penentuan reaksi redoks di atas berdasarkan penerimaan/pelepasan elektron. Coba perhatikan muatan Cu, pada awalnya Cu biloksnya (bilangan oksidasinya) = +2 kemudian berubah menjadi Cu yang biloksnya = 0 sehingga biloksnya turun. Reaksi tersebut merupakan reaksi reduksi karena terjadi penurunan bilangan oksidasi. Sedangkan Muatan Mg berubah dari mula-mula biloksnya = 0 menjadi = +2 sehingga dapat digolongkan reaksi oksidasi. Reaksi redoks di atas dapat dipisahkan menjadi 1/2 reaksi, yakni reaksi oksidasi dan reaksi reduksi sehingga pelepasan/penerimaan elektron akan terlihat. Oksidasi



: Mg Mg+2 +2e



Reduksi



: Cu+2 + 2e  Cu



Dalam reaksi tersebut terlihat bahwa Mg mengalami kenaikan muatan yang mula2 tidak bermuatan menjadi bermuatan +2. Muatan Mg bertambah +2 berarti Mg mengalami peristiwa pelepasan elektron sebanyak 2 buah. Pelepasan elektron dalam reaksi ditulis sebagai "e" yang artinya "elektron" yang bermuatan -1 dan ditulis di ruas kanan yang artinya elektron terlepas dari Mg. Sehingga muatan di ruas kiri dan kanan menjadi seimbang..... coba perhatikan... Mg di ruas kiri muatannya nol berarti total muatan di ruas kiri juga = 0 (nol).... Sekarang Mg di ruas kanan muatannya +2 dan terdapat 2 elektron yang masing-masing muatannya -1 sehingga total muatan di ruas kanan = (+2) + (2.-1) = 0 (nol). Pada Cu terjadi kebalikannya yaitu penangkapan elektron(e). Pada Mg digolongkan sebagai reaksi oksidasi karena terjadi pelepasan electron sedangkan Cu digolongkan sebagai reaksi reduksi karena terjadi penangkapan elektron.



Pada reaksi total/gabungan reaksi oksidasi dan reduksi pelepasan/penerimaan elektron tidak akan terlihat karena jika digabung jumlah elektron di ruas kiri sama dengan di ruas kanan. Jika ada unsur yang sama di ruas kiri dan kanan maka akan saling menghilangkan. Agar dapat menentukan suatu unsuk mengalami oksidasi/reduksi kita harus dapat menentukan bilangan oksidasi (biloks) dari unsur tersebut. Unsur yang bilangan oksidasi (biloks)nya bertambah berarti mengalami reaksi oksidasi sedangkan unsur yang bilangan oksidasi (biloks)nya berkurang merupakan reaksi reduksi. Untuk menentukan biloks ada aturan/patokannya.



Patokan Penentuan Bilangan Oksidasi (Biloks) 1. Biloks atom dalam unsur bebas = 0 . Contoh Biloks Cu, Fe, H2, O2 dll = 0 2. Golongan IA ( Li, Na, K, Rb, Cs dan Fr ) biloksnya selalu +1 3. Golongan IIA ( Be, Mg, Ca, Sr dan Ba ) biloksnya selalu +2 4. Biloks H dalam senyawa = +1, Contoh H2O, kecuali dalam senyawa hidrida Logam (Hidrogen yang berikatan dengan golongan IA atau IIA) Biloks H = -1, misalnya: NaH, CaH2 dll 5. Biloks O dalam senyawa = -2, Contoh H2O, kecuali OF2 biloksnya = + 2 dan pada senyawa peroksida (H2O2, Na2O2, BaO2) biloksnya = -1 serta dalam senyawa superoksida, misal KO2 biloksnya = -1/2. untuk mempermudah tanpa banyak hafalan....Bila atom O atau H berikatan dengan Logam IA atau IIA maka biloks logamnyalah yang ditentukan terlebih dahulu dan biloks O dan H nya yang menyesuaikan (besarnya dapat berubah - ubah) 6. Total Biloks dalam senyawa tidak bermuatan = 0, Contoh HNO3 : (Biloks H) + (Biloks N) + (3.Biloks O) = 0 maka dengan mengisi biloks H = +1 dan O = -2 diperoleh biloks N = +5 7. Total BO dalam ion = muatan ion, Contoh SO4 2- = (Biloks S) + 4.(Biloks O) = -2 maka dengan mengisi biloks O = -2 diperoleh biloks S = +6



Contoh Soal : Setarakan reaksi berikut dengan metode perubahan bilangan oksidasi Fe2+ + MnO4-  Fe3+ + Mn2+ ( suasana asam ) Jawab : Langkah 1: Menuliskan kerangka dasar reaksi. Fe2+ + MnO4-  Fe3+ + Mn2+



Langkah 2: Menyetarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi dengan memberi koefisien yang sesuai. Fe2+ + MnO4-  Fe3+ + Mn2+ +7 +2 +3 +2 Langkah 3: Menentukan jumlah penurunan bilangan oksidasi dari oksidator dan jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari reduktor. Fe2+ + MnO4-  Fe3+ + Mn2+ +2



+1 Naik 1 +3 +7



Turun 5



+2



Langkah 4: Menyamakan jumlah perubahan bilangan oksidasi tersebut dengan memberi koefisien yang sesuai Fe2+ + MnO4-  Fe3+ + Mn2+ +1 +2 (Naik +3 1)(x5) +7 +2 (Turun 5)(x1) Hasilnya sebagai berikut : 5Fe2+ + MnO4-  5Fe3+ + Mn2+ Langkah 5: Menyamakan muatan dengan menambahkan ion H+ 5Fe2+ + MnO4- + 8H+  5Fe3+ + Mn2+ (muatan setara) Langkah 6: Menyetarakan atom H dengan menambahkan molekul air. 5Fe2+ + MnO4- + 8H+  5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (setara)



2. Sel Volta Prisip dasar dari sel volta ditunjukkan pada gambar di bawah ini.



Logam zink (Zn) dicelupkan ke dalam larutan yang mengandung ion Zn 2+ (misalnya larutan ZnSO4), sedangkan logam tembaga (Cu) dicelupkan ke dalam larutan yang mengandung ion Cu2+ (larutan CuSO4) . Logam zink akan larut sambil melepas dua elektron. Zn(s) Zn2+(aq) + 2e Elektron yang dibebaskan tidak memasuki larutan tetapi tertinggal pada logam zink. Elektron tersebut selanjutnya akan mengalir ke logam tembaga melalui kawat penghantar. Ion Cu2+ akan mengambil elektron dari logam tembaga, kemudian akan mengendap. Cu2+(aq) + 2e  Cu (s) Dengan demikian, rangkaian tersebut dapat menghasilkan aliran elektron (listrik). Akan tetapi, bersamaan dengan melarutnya logam zink, larutan dalam gelas kimia A menjadi bermuatan positif. Hal ini akan menghambat pelarutan logam zink selanjutnya. Sementara itu, larutan dalam gelas kimia B akan bermuatan negatif seiring dengan mengendapnya ion Cu2+. Hal ini akan menahan pengendapan ion Cu2+. Jadi, aliran elektron yang disebutkan di atas tidak akan berkelanjutan. Untuk menetralkan muatan listriknya, kedua gelas kimia A dan B dihubungkan dengan suatu jembatan garam, yaitu larutan garam (seperti NaCl atau KNO3). Jembatan garam melengkapi rangkaian sel volta, sehingga menjadi suatu rangkain yang tertutup. Listrik hanya dapat mengalir pada rangkaian tertutup. Logam zink dan tembaga yang menjadi kutub-kutub listrik pada rangkaian sel elektrokimia di atas disebut elektrode. Secara definisi, elektrode tempat terjadinya reaksi oksidasi disebut anode, sedangkan elektrode tempat terjadinya reaksi reduksi disebut katode. Oleh karena oksidasi adalah pelepasan elektron, maka anode adalah kutub negatif, sedangkan katode merupakan kutub positif. Pada sel elektrokimia di atas, anode adalah logam zink dan katode adalah tembaga. Notasi Sel Volta Susunan suatu sel volta dinyatakan dengan suatu lambang/ notasi singkat yang disebut juga diagram sel. Untuk contoh gambar di atas, diagram selnya dinyatakan sebagai berikut: Zn Zn2+



Cu2+ Cu



Anode biasanya digambarkan di sebelah kiri, sedangkan katode di sebelah kanan. Notasi tersebut menyatakan bahwa pada anode terjadi oksidasi Zn menjadi Zn2+, sedangkan di katode terjadi reduksi ion Cu2+ menjadi Cu. Dua garis sejajar (II) yang memisahkan anode dan katode menyatakan jembatan garam, sedangkan garis tunggal menyatakan batas antarfase (Zn padatan, sedangkan Zn2+ dalam larutan; Cu2+ dalam larutan, sedangkan Cu padatan). 1. Pengukuran Potensial Elektrode Standar



Untuk mengukur harga potensial suatu elektrode, maka elektrode tersebut disusun menjadi suatu sel elektrokimia dengan elektrode standar (hidrogen-platina) dan besarnya potensial dapat terbaca pada voltmeter yang dipasang pada rangkaian luar. Potensial elektrode yang diukur dengan elektrode standar kondisi standar, yaitu pada suhu 25o C dengan konsentrasi ion-ion 1 M dan tekanan gas 1 atm, disebut potensial elektrode standar dan diberi lambang Eo. Tabel Potensial Elektrode Standar, Eo (volt) Reaksi electrode



Potensial standar, Eo (volt)



Li(aq) + e ↔ Li(s)



-3,04



K+(aq) + e ↔ K(s)



-2,92



Ba2+(aq) + 2e ↔ Ba(s)



-2,90



Ca2+(aq) + 2e ↔ Ca(s)



-2,87



Na+(aq) + e ↔ Na(s)



-2,71



Mg2+(aq) + 2e ↔ Mg(s)



-2,37



Al3+(aq) + 3e ↔ Al(s)



-1,66



Mn2+(aq) + 2e ↔ Mn(s)



-1,18



2H2O(l) + 2e ↔ H2(g) + 2OH-(aq)



-0,83



Zn2+(aq) + 2e ↔ Zn(s)



-0,76



Cr3+(aq) + 3e ↔ Cr(s)



-0,74



Fe2+(aq) + 2e ↔ Fe(s)



-0,44



Cd2+(aq) + 3e ↔ Cr(s)



-0,40



Ni2+(aq) + 2e ↔ Ni(s)



-0,28



Co2+(aq) + 2e ↔ Co(s)



-0,28



Sn2+(aq) + 2e ↔ Sn(s)



-0,14



Pb2+(aq) + 2e ↔ Pb(s)



-0,13



2H+ (aq) + 2e ↔ H2(s)



0,00



Cu2+(aq) + 2e ↔ Cu(s)



+0,34



O2(g) + 2H2O(l) + 4e ↔ 4OH-(aq)



+0,40



I2(s) + 2e ↔ 2I-(aq)



+0,54



Ag+(aq) + e ↔ Ag(s)



+0,80



Hg2+(aq) + e ↔ Hg(s)



+0,85



Br2(l) + 2e ↔ 2Br-(aq)



+1,07



O2(g) + 4H+ + 4e ↔ 2H2O(l)



+1,23



Cl2(g) + 2e ↔ 2Cl-(aq)



+1,36



Au3+(aq) + 3e ↔ Au(s)



+1,52



F2(g) + 2e ↔ 2F-(aq)



+2,87



2. Potensial Elektrode Standar dan Potensial Sel Potensial sel volta (Eosel )merupakan beda potensial yang terjadi antara dua elektrode pada suatu sel elektrokimia. Potensial sel dapat ditentukan berdasarkan selisih antara elektrode yang mempunyai potensial elektrode tinggi (katode) dengan elektrode yang mempunyai potensial elektrode rendah (anode) Eosel = Eokatode – Eoanode Katode adalah elektrode yang mempunyai harga Eo lebih besar (lebih positif), sedangkan anode adalah elektrode yang mempunyai Eo lebih kecil (lebih negatif). 3. Potensial Elektrode Standar dan Reaksi Spontan Harga potensial elektrode dapat digunakan untuk meramalkan apakah suatu reaksi kimia dapat berlangsung spontan. Untuk menentukan spontan atau tidaknya suatu reaksi redoks dapat dilihat dari harga potensial reaksinya (Eoredoks). Bila Eoredoks > 0 (positif), maka reaksi dapat berlangsung spontan, sedangkan bila Eoredoks < 0 (negati. f) reaksi tidak berlangsung spontan, artinya untuk berlangsungnya reaksi tersebut harus ada tambahan energi dari luar. 4. Potensial Elektrode Standar dan Daya Oksidasi-Reduksi Harga Potensial elektrode dapat digunakan untuk mengetahui daya oksidasi dan daya reduksi suatu zat. Bila harga potensial reduksi suatu zat semakin positif, berarti zat tersebut semakin mudah mengalami reduksi, dan bertindak sebagai oksidator kuat (daya oksidasinya besar). Sebaliknya, bila potensial reduksi standar suatu zat semakin negatif, maka berarti zat tersebut semakin mudah mengalami oksidasi, dan bertindak sebagai sebagai reduktor kuat (daya reduksinya besar). Daya oksidasi dan reduksi juga dapat ditentukan berdasarkan deret volta/ deret elektrokimia. Deret volta/ deret elektrokimia merupakan susunan unsur-unsur logam berdasarkan potensial elektrode. Berikut deret volta dari beberapa logam: Li- K- Ba- Ca- Na- Mg- Al- Mn- Zn- Cr- Fe- Ni- Co- Sn- Pb- (H)- Cu- Hg- Ag- Au Pada deret Volta, dari kiri ke kanan makin mudah mengalami reaksi reduksi atau dari kanan ke kiri makin mudah mengalami reaksi oksidasi. Logam-logam di sebelah kiri atom H



memiliki harga E° negative sedangkan logam-logam di sebelah kanan atom H memiliki harga E° positif.



3. Elektrolisis Elektrolisis artinya penguraian suatu zat akibat arus listrik.Zat yang terurai dapat berupa padatan, cairan, atau larutan. Arus listrik yang digunakan adalah arus searah (direct current =dc ). Tempat berlangsungnya reaksi reduksi dan oksidasi dalam sel elektrolisis sama seperti pada sel volta, yaitu anode (reaksi oksidasi) dan katode (reaksi reduksi). Perbedaan sel elektrolisis dan sel volta terletak pada kutub elektrode. Pada sel volta, anode (–) dan katode (+), sedangkan pada sel elektrolisis sebaliknya, anode (+) dan katode (–). Pada sel elektrolisis anode dihubungkan dengan kutub positif sumber energi listrik, sedangkan katode dihubungkan dengan kutub negatif. Oleh karena itu pada sel elektrolisis di anode akan terjadi reaksi oksidasi dan dikatode akan terjadi reaksi reduksi.



Gambar.Sel elektrolisis Ketika kedua elektrode karbon dihubungkan dengan sumber energi listrik arus searah, dalam sel elektrolisis terjadi reaksi redoks, yaitu penguraian air menjadi gas H2 dan gas O2. Reaksi redoks yang terjadi dalam sel elektrolisis adalah Anode (+): 2H2O(l) ⎯⎯→ O2(g) + 4H+(aq) + 4e (oksidasi O2–) Katode (–): 4H2O(l) + 4e →2H2(g) + 4OH–(aq)(reduksi H+) Reaksi : 2H2O(l) ⎯⎯→ 2H2(g) + O2(g) Elektrolisis larutan berbeda dengan elektrolisis air.Elektrolisis larutan, Misalnya larutan NaI, terdapat ion Na+ dan ion I–.Kedua ion ini bersaing dengan molekul air untuk dielektrolisis.Di katode terjadi persaingan antara molekul H2O dan ion Na+(keduanya berpotensi untuk direduksi).Demikian juga di anode, terjadi persaingan antara molekul H2O dan ion I– (keduanya berpotensi dioksidasi). Spesi mana yang akan keluar sebagai pemenang? Pertanyaan tersebut dapat dijawab berdasarkan nilai potensial elektrode standar.



Setengah reaksi reduksi di katode: Na+(aq) + e→ Na(s)E° = –2,71 V 2H2O(l) + 2e → H2(g) + 2OH–(aq) E° = –0,83 V Berdasarkan nilai potensialnya, H2O lebih berpotensi direduksi dibandingkan ion Na+ sebab memiliki nilai E° lebih besar.Perkiraan ini cocok dengan pengamatan, gas H2 dilepaskan di katode. Setengah reaksi oksidasi di anode: 2I–(aq) → I2(g) + 2eE° = –0,54 V 2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e E° = –1,23 V Berdasarkan nilai potensial, ion I– memenangkan persaingan sebab nilai E° lebih besar dibandingkan molekul H2O. Reaksi yang terjadi pada sel elektrolisis: Katode: 2H2O(l) + 2e⎯⎯→ H2(g) + 2OH–(aq) Anode: 2I–(aq)



⎯⎯→ I2(g) + 2e



Reaksi: 2H2O(l) + 2I–(aq) ⎯⎯→ H2(g) + I2(g) + 2OH–(aq)



4. Korosi Korosi adalah teroksidasinya suatu logam. Dalam kehidupan sehari-hari, besi yang teroksidasi disebut dengan karat dengan rumus Fe2O3.xH2O. Proses perkaratan termasuk proses elektrokimia, di mana logam Fe yang teroksidasi bertindak sebagai anode dan oksigen yang terlarut dalam air yang ada pada permukaan besi bertindak sebagai katode. Reaksi perkaratan: Anode : Fe →Fe2+ + 2 e Katode : O2 + 2 H2O + 4 e →



4 OH–



Fe2+ yang dihasilkan, berangsur-angsur akan dioksidasi membentuk Fe3+. Sedangkan OH– akan bergabung dengan elektrolit yang ada di alam atau dengan ion H dari terlarutnya oksida asam (SO2, NO2) dari hasil perubahan dengan air hujan. Dari hasil reaksi di atas akan dihasilkan karat dengan rumus senyawa Fe2O3.xH2O. Karat ini bersifat katalis untuk proses perkaratan berikutnya yang disebut autokatalis. Penyebab utama korosi besi adalah oksigen dan air. Proseskorosi pada besi dapat dilihat pada gambar .



Oleh karenanya untuk mecegah korosi harus di hindarkan kontak antara logam dengan faktor-faktor pencetus diatas, dengan cara mengecat, melapisi dengan vaselin/minyak atau logam yang lebih tahan korosi atau perlindungan katodik.



1. Pendekatan dan Metode Pembelajaran Pendekatan : scientific Model



: Inquiry



Strategi



: Kolaboratif & Kooperatif



Metode



: demonstrasi, diskusi, penugasan, latihan, dan penugasan.



2. Media dan Sumber Belajar -



LCD projector



-



Video / animasi (kimia komputasi) dan power point



-



Internet (webpage / webblog)



-



Lembar Kerja Siswa (LKS)



-



Purba, Michael. (2006). Kimia Untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga.



-



Sukardjo. 2007. Sains Kimia Kelas XII SMA/MA 3. Jakarta: Bumi Aksara.



-



Sunarya, Yayan. (2007). Kimia Umum Berdasarkan Prinsip-prinsip Kimia Modern. Bandung: Alkemi Grafisindo Press.



-



Sunarya, Yayan dan Agus Setiabudi. (2009). Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.



-



Wening Sukmanawati. 2009. Kimia 3: Untuk SMA dan MA Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional)



-



Chang, R., and Overby, J., 2008. General Chemistry: The Essential Concepts, 6th Ed. The McGraw-Hill Companies, Inc. New York.



-



Silberberg, M., 2009. Principles of General Chemistry, 2nd Ed. The McGraw-Hill Companies, Inc. New York.



-



www.glencoe.com. McGraw-Hill Companies, Inc. New York.



E. Kegiatan Pembelajaran Pertemuan I Metode : Diskusi informasi Pendekatan : Konsep Fase



Alokasi



Kegiatan Pembelajaran



Pendahuluan



Waktu



1. Salam pembuka



20 menit



2. Doa 3. Mengecek kehadiran siswa 4. Apersepsi dan Orientasi Apersepsi Memberikan apersepsi tentang bagaimana menyetarakan reaksi redoks Orientasi Mencari informasi dengan cara membaca beberapa sumber belajar untuk memahami penyetaraan reaksi redoks Kegiatan inti



Menanya (Questioning)







Membimbing untuk menemukan pengertian reaksi redoks.







Memberikan informasi bagaimana cara menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi (ion elektron) dan cara perubahan bilangan oksidasi.



45 menit



Mengumpulkan data (eksperimenting)







Berdiskusi menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi (ion elektron) dan cara perubahan bilangan oksidasi.







Memberikan



kesempatan



kepada



peserta



didik



untuk



mengerjakan latihan soal-soal. Mengasosiasi (Associating)







Penutup



Menyimpulkan pembelajaran dengan bimbingan guru.



Menutup pelajaran 



25 menit



Memberikan tugas kepada siswa, berupa soal-soal yang berhubungan



dengan



penerapan



reaksi



redoks



dalam



menyetarakan reaksi dan sel volta. 



Mempersiapkan untuk membawa alat dan bahan praktikum







Siswa diminta juga mencari bahan bacaan mengenai identifikasi larutan asam basa menggunakan indikator dan kekuatan asam basa dari buku maupun internet.



Pertemuan II Metode : percobaan Pendekatan: Ketrampilan proses Fase Pendahuluan



Alokasi



Kegiatan Pembelajaran



Waktu



1. Salam pembuka



20 menit



2. Doa 3. Mengecek kehadiran siswa 4. Apersepsi dan Orientasi Apersepsi Siswa diminta mengulang kembali penyetaraan reaksi redoks yang telah dipelajari sebelumnya. Orientasi Siswa diminta mempersiapkan alat dan bahan percobaan yang telah diinstruksikan guru pada pertemuan sebelumnya Kegiatan inti



Menanya (Questioning)



 Menanyakan



hal-hal



45 menit yang



berhubungan



dengan



bahan



bacaan/observasi (sel volta : Bagaimana memprediksi reaksi terjadi atau tidak dalam sel? apakah akan dihasilkan potensial bila elektroda dipertukarkan?  Menjelaskan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel volta. Mengumpulkan data (eksperimenting)



 Merancang percobaan terkait sel volta, mendiskusikan hasil rancangannya,kemudian melakukan percobaan dengan seksama dalam kelompok.  Mencatat data hasil percobaan terkait yang terjadi di kedua



elektroda, kutub negatif dan kutub positif pada kedua elektroda, potensial sel terukur (sel volta).  Menuliskan reaksi yang terjadi  Membuktikan reaksi yang terjadi/potensial yang dihasilkan bila elektroda dalam sel volta dipertukarkan(bila menggunakan animasi)  Menggunakan data potensial sel untuk menentukan kespontanan reaksi  Menggunakan



hukum



Nernst



dan



deret



Nernst



untuk



memprediksi/ menganalisis potensial sel. Mengasosiasi (Associating)



 Menyimpulkan bahwa dalam sel elektrokimia melibatkan reaksi redoks.  Menyimpulkan karakteristik sel elektrokimia.  Menuliskan notasi sel elektrokimia  Menyimpulkan kespontanan reaksi berdasarkan hasil analisis terhadap data pengamatan dan berbagai sumber Penutup



Mengkomunikasikan (Communicating)



 Merangkum kesimpulan materi ini



25 menit



 Mengerjakan tugas yang harus dikerjakan di rumah



Pertemuan III Metode : percobaan Pendekatan: Ketrampilan proses Fase Pembukaan



Kegiatan Pembelajaran 1. Salam pembuka 2. Doa 3. Mengecek kehadiran siswa 4. Apersepsi dan Orientasi Apersepsi Bagaimana aki dapat bekerja dan di isi ulang kembali? Orientasi



Alokasi Waktu 15 menit



Siswa membaca beberapa sumber belajar yang telah mereka cari sebelumnya untuk memahami Kegiatan inti



Menanya (Questioning)







Bertanya apakah akan terjadi reaksi bila arus listrik diputuskan (elektrolisis)? Apakah ada hubungan antara arus dengan jumlah zat yang terbentuk pada elektroda (elektrolisis)?







Menerapkan konsep reaksi redoks dalam sistem elektrokimia



45 menit



yang melibatkan energi listrik dan kegunaannya dalam mencegah korosi dan dalam industri Mengumpulkan data (eksperimenting)



 Merancang percobaan terkait sel elektrolisis), mendiskusikan hasil rancangannya,kemudian melakukan percobaan dengan seksama dalam kelompok.  Mencatat data hasil percobaan terkait yang terjadi di kedua elektroda, kutub negatif dan kutub positif pada kedua elektroda, membedakan hasil pengamatan sebelum dan sesudah menghubungkan arus listrik (pada sel elektrolisis)  Menuliskan reaksi yang terjadi  Menggunakan hukum Faraday untuk menganalisis hubungan antara arus listrik yang digunakan dengan jumlah hasil reaksi yang terjadi. Mengasosiasi (Associating)



 Menyimpulkan hubungan antara arus dengan jumlah zat hasil reaksi dalam proses elektrolisis.  Berlatih menentukan kespontanan reaksi elektrokimia berdasarkan data potensial reduksi/oksidasi dan deret Nernst.  Berlatih memecahkan masalah terkait perhitungan kimia dalam elektrolisis menggunakan hukum Faraday. Penutup



Mengkomunikasikan (Communicating)







Rangkuman







Tugas yang harus dikerjakan di rumah



30 menit



Pertemuan IV Metode : Diskusi informasi Pendekatan : Konsep Fase Pembukaan



Kegiatan Pembelajaran 1. Salam pembuka



Alokasi Waktu 15 menit



2. Doa 3. Mengecek kehadiran siswa 4. Apersepsi dan Orientasi Apersepsi



Kegiatan inti







Pernahkah kalian melihat besi yang berkarat?







Mengapa besi bisa berkarat?







mengapa korosi terjadi?







reaksi apa yang terjadi pada korosi?







Bagaimana cara mencegah korosi? , dll)



Menanya (Questioning)



 Membaca dan mempelajari artikel dari berbagai sumber terkait proses korosi  Mendiskusikan reaksi yang terjadi pada proses korosi  Memprediksi/menganalisis faktor-faktor yang menyebabkan



45 menit



terjadinya korosi menggunakan berbagai sumber.  Mengajukan/memprediksi gagasan untuk mengatasi/mencegah terjadinya korosi (electroplating, cat, perlindungan katodik, aliasi logam) Mengumpulkan data (eksperimenting)



 Menyimpulkan bahwa proses korosi melibatkan reaksi redoks  Menyimpulkan bahwa kelembaban, elektrolit, dan udara (oksigen), mempengaruhi terjadinya korosi.  Menyimpulkan beberapa upaya untuk mengatasi/mencegah korosi. Penutup



Mengkomunikasikan (Communicating)



 Mengkomunikasikan hasil analisis dan kesimpulan berdasarkan percobaan /penalaran yang telah dilakukan secara lisan/tertulis.



30 menit



 Menggunakan tata bahasa yang benar.  Memberikan informasi tentang pembelajaran selanjutnya.  Mengerjakan post-test



F. Penilaian 1. Aspek Afektif i. Teknik penilaian: observasi ii. Bentuk intrumen: skala lajuan iii. Instrumen penilaian:



Rata-rata



menjawab



Ketepatan



bertanya



Kemampuan



No Nama



berpendapat



Kehadiran



Kemampuan



Lembar Pengamatan Penilaian Afektif peserta didik



Keterangan: Skala lajuan tersebut diisi dengan menuliskan angka 1 sampai dengan 5 sesuai kriteria berikut: 1. Sangat baik (A)



4. Kurang (D)



2. Baik (B)



5. Sangat kurang (E)



3. Cukup (C)



2. Aspek kognitif: a. Teknik Penilaian :



Ulangan harian



b. Bentuk Penilaian :



Soal objektif, benar salah, dan uraian.



c. Instrumen penilaian: terlampir d. Tindak Lanjut : Bagi peserta didik yang telah mencapai KKM diberikan pengayaan sedangkan bagi peserta didik yang belum mencapai KKM diberikan remedial.



LAMPIRAN Instrumen Diskusi No TIK



Soal



Tingkat



Jawaban



Kognitif 1



Diberikan



1.Jika reaksi:



persamaan reaksi,



MnO( s )  PbO2( s )  MnO4



 ( aq )



C3



A



C3



C



C3



C



 Pb  ( aq)



siswa



dapat (belum setara) menyetarakan Dilengkapi maka persamaan reaksi itu akan reaksi redoks mengandung: dengan



cara a. 2 H+ dan H O 2 setengah reaksi b. 2 OH- dan H O 2 (ion elektron) c. 5 H+ dan 3 H O 2



paling



sedikit d. 4 H+ dan 2 H O 2



80% benar.



e. 4 OH- dan 2 H2O



2. Jika reaksi:



Br2( g )  Zn 2 ( aq)  BrO 3



 ( aq )



 Zn( aq)



(belum setara) Dilengkapi maka persamaan reaksi itu akan mengandung: a. 10H+ dan 5 H2O b. 24 H+ dan 12 H2O c. 24 OH- dan 12 H2O d. 20 H+ dan 10 H2O e. 20 OH- dan 10 H2O 2



Diberikan persamaan reaksi, siswa



dapat



menyetarakan reaksi dengan



redoks cara



1. Jika reaksi:



CuS ( s )  NO2



 ( aq )



 Cu 2 ( aq)  S ( s )  NO( g )



(belum setara) Dilengkapi dengan cara PBO, maka persamaan reaksi itu akan mengandung:



perubahan



a. 2 H+ dan H2O



bilangan oksidasi b. 2 OH- dan H2O (PBO)



minimal c. 4 H+ dan 2 H2O



80% benar.



d. 8 H+ dan 4 H2O e. 4 OH- dan 2 H2O



2. Jika reaksi: CrO4



2 ( aq )



 C 2 H 4( g )  Cr2 O3( s ) 



C4



E



C2



C



C2



A



C 2 H 4 (OH ) 2 ( aq)



(belum setara) Pernyataan berikut yang tidak benar adalah a. Jumlah PBO atom Cr adalah 3 b. Muatan di ruas kanan lebih besar dari pada muatan di ruas kiri. c. Atom C mengalami reaksi reduksi d. Pereaksi mengandung 5 H2O e. Produk mengandung 3 OH3



Dari



persamaan 1. Lambang sel dari reaksi redoks berikut reaksi, siswa Zn( s )  Cu 2 ( aq)  Zn 2 ( aq)  Cu( s ) dapat menuliskan Adalah: lambang sel pada a. Cu2+(aq)│Cu(s)║Zn(s)│Zn2+(aq) sel volta minimal b. Cu2+(aq)│ Zn(s)║ Zn2+(aq) │Cu(s) 80% benar. c. Zn(s)│ Zn2+(aq)║ Cu2+(aq)│Cu(s) d. Zn(s)│ Cu(s)║ Zn2+(aq)│ Cu2+(aq) e. Zn(s)│ Cu2+(aq)║ Cu(s) │ Zn2+(aq)



2. Dari persamaan reaksi



Sn( s )  2 Ag  ( aq)  Sn 2 ( aq)  2 Ag ( s ) Lambang sel untuk reaksi di atas adalah…. a. Sn(s)│Sn



2+



(aq)║Ag (aq)│Ag(s) +



b. Ag+(aq)│Ag(s)║ Sn(s)│Sn2+(aq)



c. 2Ag+(aq)│2Ag(s) ║ Sn(s)│Sn2+(aq) d. Sn(s)│ Ag+(aq)║ Sn2+(aq)│ Ag(s) e. Sn(s)│ 2Ag+(aq)║ Sn2+(aq)│ 2Ag(s)



4



Dari diagram sel, 1. Dari diagram sel berikut:



menuliskan



Ca(s)│Ca2+(aq)║Zn2+(aq)│Zn(s) Reaksi yang berlangsung di anoda adalah:



reaksi-reaksi



a. Zn(s )→ Zn + 2e



yang terjadi pada



b. Ca( s )  Ca 2 ( aq)  2e



sel volta paling



c. Zn 2 ( aq)  2e  Zn( s )



sedikit



d. Ca( s )  Zn 2 ( aq)  Ca 2 ( aq)  Zn( s )



siswa



dapat



C2



B



C2



D



C3



A



2+



90%



benar.



e. Zn( s )  Ca 2 ( aq)  Zn( s )  Ca( s ) 2. Dari diagram sel berikut: Pb(s)│Pb2+(aq)║Cu2+(aq)│Cu(s) Reaksi yang berlangsung di katoda adalah: a. Pb( s )  Pb 2 ( aq)  2e b. Cu 2 ( aq)  Pb( s )  Cu( s )  Pb 2 ( aq) c. Pb 2 ( aq)  Cu( s )  Pb( s )  Cu 2 ( aq) d. Cu 2 ( aq)  2e  Cu( s ) e. Cu( s )  Cu 2 ( aq)  2e 5



Siswa



dapat 1. Dari data potensial elektrode berikut



menghitung potensial



sel



berdasarkan data



Mg 2 ( aq)  2e  Mg ( s ) Eo = -2,24 volt Fe 2 ( aq)  2e  Fe( s ) Eo= -0,44 volt Berapakah potensial sel untuk reaksi



potensial standar



Mg ( s )  Fe 2 ( aq)  Mg 2 ( aq)  Fe( s )



minimal



a. b. c. d. e.



benar.



80%



+1,8 volt +0,66 volt +0,52 volt -1,46 volt -2,68 volt



2. Jika diketahui potensial elektrode Ag dan Cu sebagai berikut: Ag  ( aq)  e  Ag( s ) Eo = -0,80 volt



C3



C



Cu 2 ( aq) 2e  Cu( s ) Eo= -0,34 volt Berapakah harga potensial standar sel tersebut? a. +1,46 b. +1,14 c. +0,54 d. -0,88 e. -0,52 G. Pedoman Penskoran Pedoman penskoran untuk tes bentuk pilihan ganda ada dua cara yaitu tanpa hukuman dan dengan hukuman. Pedoman penskoran yang dipakai adalah pedoman penskoran tanpa hukuman dengan rumus :



S=R–W Dimana S = skor R = banyaknya jawaban benar W = banyaknya jawaban salah



Penilaian =



Medan,



Februari 2014



Dosen Pendamping



Mahasiswa Calon Guru



Dr. Retno Dwi Suyanti, M.Si



Evy Noviyanti Siregar



NIP.



Nim. 8136142008