MARI BELAJAR REDOKS DAN ELEKTROKIMIA

REDOKS DAN ELEKTROKIMIA

 

8.1. Konsep Reduksi – Oksidasi (Redoks)

Pada mulanya, pembahasan reaksi redoks hanya meliputi zat – zat yang mengandung oksigen saja. Reaksi oksidasi dianggap sebagai reaksi penambahan oksigen, dan reaksi reduksi adalah reaksi pengurangan oksigen. Tetapi, saat ini pengertian redoks diperluas menjadi reaksi perpindahan elektron. Reaksi oksidasi adalah peristiwa pelepasan elektron, dimana suatu zat memberikan elektron kepada lainnya.

Contoh : Cu à  Cu²⁺  +  2e^-

Sedangkan reaksi reduksi adalah peristiwa penangkapan elektron, dimana suatu zat menerima elektron dari zat lain.

Contoh : Cu²⁺  +  2e^- à Cu

Senyawa yang mengalami oksidasi disebut sebagai reduktor, dan senyawa yang mengalami reduksi disebut sebagai oksidator.

 

8.1.1. Bilangan Oksidasi

Muatan dari suatu spesi dikatakan sebagai bilangan oksidasi (biloks). Biloks digunakan untuk menentukan apakah terjadi reaksi redoks atau tidak. Bila terjadi reaksi redoks, maka spesi yang teroksidasi akan mengalami kenaikan biloks dan spesi yang tereduksi akan mengalami penurunan biloks.

Aturan penentuan biloks adalah :

a.       `Unsur murni atau senyawa beratom sejenis memiliki biloks nol

b.      Atom H memiliki biloks +1, kecuali pada senyawa hidrida seperti CH₄, NH₃, NaH, biloks atom H adalah -1

c.       Atom O memiliki biloks -2, kecuali pada senyawa

o   F₂O à biloks O = +2

o   Senyawa peroksida (H₂O₂, Na₂O₂) à biloks O = -1

d.      Atom logam memiliki biloks positif (+) sesuai dengan valensi logam tersebut

e.      Jumlah total biloks seluruh atom dalam senyawa netral = nol

f.        Jumlah total biloks seluruh atom dalam ion = muatan ion

 

8.2. Penyetaraan Reaksi Redoks

Reaksi redoks dapat disetarakan dengan cara langsung (cara bilangan oksidasi) atau cara setengah reaksi.

8.2.1. Cara Langsung (Bilangan Oksidasi)

     - Tentukan reaksi reduksi dan oksidasi

     - Tulis perubahan biloks yang terjadi

     - Samakan jumlah elektron yang dilepas dan diterima dengan menambahkan koefisien

     - Hitung jumlah muatan kiri dan kanan

       Jika muatan kiri > kanan à tambahkan OH^- pada ruas kiri

       Jika muatan kiri < kanan à tambahkan H⁺ pada ruas kiri

     - Samakan jumlah H dengan menambahkan H₂O pada ruas kanan

   Contoh :

Fe⁺²  +  MnO₄^-  à  Fe³⁺  +  Mn²⁺

 

 

                                                                        

5Fe⁺²  +  MnO₄^-  à  5Fe³⁺  +  Mn²⁺

Jumlah muatan kiri = +9

Jumlah muatan kanan = +17

Selisih muatan = +8 di ruas kiri (kiri < kanan)

 

5Fe⁺²  +  MnO₄^-  + 8 H⁺  à  5Fe³⁺  +  Mn²⁺

Jumlah H dan O di ruas kanan dan kiri tidak sama

 

5Fe⁺²  +  MnO₄^-  + 8 H⁺  à  5Fe³⁺  +  Mn²⁺  +  4H₂O      (reaksi total)

 

8.2. Cara Setengah Reaksi

Untuk menyelesaikan persamaan redoks dengan cara setengah reaksi, maka langkah – langkah yang dilakukan adalah :

 

 

 

Tabel 8.1. Penyetaraan Reaksi Redoks dengan Cara Setengah Reaksi

Reaksi Suasana Asam	Reaksi Suasana Basa
Tulis masing – masing reaksi reduksi dan oksidasi	Tulis masing – masing reaksi reduksi dan oksidasi
Setarakan jumlah elektron yang terlibat	Setarakan jumlah elektron yang terlibat
Tambahkan satu molekul H2O pada ruas yang kekurangan satu atom O	Tambahkan dua molekul OH- pada ruas yang kekurangan satu atom O
Tambahkan satu molekul H+ pada ruas yang kekurangan satu atom H	Tambahkan molekul H2O pada ruas yang kekurangan atom H
Tulis reaksi yang sudah setara	Tulis reaksi yang sudah setara

     

 

8.3. Elektrokimia

Elektrokimia adalah bidang ilmu kimia yang mempelajari perubahan energi kimia menjadi energi listrik atau sebaliknya.

8.3.1. Sel – sel Elektrokimia

Suatu sel elektrokimia terdiri dari dua elektroda, yang disebut katoda dan anoda, dalam larutan elektrolit. Pada elektroda katoda terjadi reaksi reduksi. Sedangkan reaksi oksidasi terjadi pada anoda. Sel elektrokimia dapat dibagi menjadi

                1. Sel Volta / Sel Galvani à  merubah energi kimia menjadi energi listrik

                    Contoh : batere (sel kering), accu

                2. Sel Elektrolisis à merubah energi listrik menjadi energi kimia

                    Contoh : penyepuhan, pemurnian logam

                                 

 

 

 

 

Sel Volta / Galvani                Sel Elektrolisis

Gambar 8.1. Sel volta dan sel elektrolisis

 

8.3.2. Potensial Elektroda Standar (E^o)

Potensial elektroda standar suatu elektroda adalah daya gerak listrik yang timbul karena pelepasan elektron dari reaksi reduksi. Karena itu, potensial elektroda standar sering juga disebut potensial reduksi standar. Potensial ini relatif karena dibandingkan dengan elektroda hidrogen sebagai standar. Nilai potensial elektroda standar dinyatakan dalam satuan Volt (V). Untuk elektroda hidrogen, E^o nya adalah 0,00V.

- Bila E^o > 0  à  cenderung mengalami reduksi (bersifat oksidator)

- Bila E^o < 0  à  cenderung mengalami oksidasi (bersifat reduktor)

Nilai – nilai E^o untuk berbagai spesi dapat dilihat pada gambar 8.2.

Gambar 8.2. Potensial reduksi standar berbagai ion

                                               

8.3.3. Potensial Standar Sel (E^o_sel)

Potensial standar sel adalah nilai daya gerak listrik sel yang besarnya sama dengan selisih potensial reduksi standar elektroda yang mengalami reduksi dengan potensial reduksi standar elektroda yang mengalami oksidasi.

 

E^o_sel  =  E^o_reduksi  -  E^o_oksidasi

     Contoh :

      Hitung E^o_sel untuk reaksi berikut :

1.       Zn  +  Cu²⁺  à  Zn²⁺  + Cu

Jawab :

Zn²⁺  +  2e^‑  =  Zn                                       E^o = -0,76 V

Cu²⁺  +  2e^‑  = Cu                                        E^o = 0,34 V

Karena E^o Cu > E^o Zn, maka

Cu à mengalami reduksi

Zn à mengalami oksidasi

 

E^o_sel  =  E^o_reduksi  -  E^o_oksidasi

           =  {0,34  -  (-0,76)} V

E^o_sel  =  1,1 V

 

8.3.4. Persamaan Nernst

                E_sel = E^o_sel - ln

Contoh :

Hitung nilai E_sel untuk reaksi pada 25^oC

Zn  +  Cu²⁺  à  Zn²⁺  + Cu

Bila diketahui konsentrasi Zn²⁺ = 0,4 M dan konsentrasi Cu²⁺ = 0,2 M !

Jawab :

E_sel = E^o_sel - ln

Dari contoh soal E^osel, diketahui E^osel untuk reaksi di atas adalah 1,1 V.

 

E_sel = E^o_sel - ln

E_sel = 1,1 V – 8,9.10^-3 V

E_sel = 1,09 V

 

 

8.4. Elektrolisis

Ketika arus listrik dialirkan melalui senyawa ionik dan senyawa tersebut mengalami reaksi kimia, maka terjadilah peristiwa elektrolisis. Zat yang mengalami elektrolisis disebut elektrolit. Elektrolisis adalah proses yang sangat penting dalam industri. Proses ini digunakan dalam industri – industri estraksi atau pemurnian logam.

Untuk menentukan berat zat yang dihasilkan pada proses elektrolisis, digunakan hukum Faraday, yaitu

                                                w = E x F

                w = berat zat hasil elektrolisis

                E = massa ekivalen zat elektrolisis

                F = jumlah arus listrik

                                E =   atau   E =

                Ar = massa atom relatif

                Mr = massa molekul relatif

                n  = jumlah elektron yang terlibat

                                F =

                i = arus (ampere)

                t = waktu (detik)

                                w =  x

8.5. Kespontanan Reaksi

Suatu reaksi dapat dikatakan spontan apabila memenuhi persyaratan termodinamika, yaitu energi bebas Gibbsnya (DG^o) sama dengan nol. Nilai DG^o dapat ditentukan dari potensial standar sel dengan rumus

DG^o = - n F E^o_sel 

Dengan demikian, dapat ditarik kesimpulan bahwa bila suatu sel mempunyai E^o_sel positif, maka DG^o akan negatif dan reaksinya spontan.

 

DAFTAR PUSTAKA

 

• Achmad, H., Penuntun Belajar Kimia TPB II; Elektro Kimia, Departemen Kimia FMIPA – ITB, Bandung, 1982
• Brady, J.E., General Chemistry : Principles and Structure, 5^th edition, John Wiley and Sons, New York, 1990
• Briggs,J., Chemistry for “0” Level, 2^nd edition, Longman, Singapore, 2000
• Syukri, S., Kimia Dasar 1, Penerbit ITB, Bandung, 1999
• Syukri, S., Kimia Dasar 2, Penerbit ITB, Bandung, 1999
• Syukri, S., Kimia Dasar 3, Penerbit ITB, Bandung, 1999

 

 

 

 

 

 

 

Contoh Soal dan Pembahasan tentang Teori Kuantum Planck

MALEM sobat, bila kemarin kita sudah belajar un sd, smp dan sma. kali ini mari belajar  Contoh Soal dan Pembahasan tentang Teori Kuantum Planck, Materi Fisika kelas 3 (XII) SMA, dengan kata kunci daya, intensitas, kuanta energi dan jumlah foton.

Rumus Minimal

Energi Foton
E = hf
E = h( ^c/_λ )

Energi Foton Sejumlah n
E = nhf
E = nh( ^c/_λ )

Konversi
1 elektron volt = 1 eV = 1,6 x 10⁻¹⁹ joule
1 angstrom = 1 Å = 10⁻¹⁰ meter
1 nanometer = 1 nm = 10⁻⁹ meter
Daya → Energi tiap sekon
Intensitas → Energi tiap sekon persatuan luas

Contoh Soal dan Pembahasan

Soal No. 1
Tentukan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6600 Å jika kecepatan cahaya adalah 3 x 10⁸ m/s dan tetapan Planck adalah 6,6 x 10⁻³⁴ Js !

Pembahasan
E = h(^c/_λ)
E = (6,6 x 10⁻³⁴ )( ^{3 x 108}/_{6600 x 10⁻¹⁰} ) = 3 x 10⁻¹⁹ joule

Soal No. 2
Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan oleh lampu monokromatis 100 watt adalah 5,5.10⁻⁷ m. Cacah foton (partikel cahaya) per sekon yang dipancarkan sekitar….
A. 2,8 x 10²² /s
B. 2,0 x 10²² /s
C. 2,6 x 10²⁰ /s
D. 2,8 x 10²⁰ /s
E. 2,0 x 10²⁰ /s
(Sumber soal : UM UGM 2004)

Pembahasan
Data :
P = 100 watt → Energi yang dipancarkan tiap sekon adalah 100 joule.

Energi 1 foton
E = h(^c/_λ)
E = (6,6 x 10⁻³⁴ )( ^{3 x 108}/_{5,5 x 10⁻⁷} ) joule

Jumlah foton (n)
n = 100 joule : [ (6,6 x 10⁻³⁴ )( ^{3 x 108}/_{5,5 x 10⁻⁷} ) joule] = 2,8 x 10²⁰ foton.

Soal No. 3
Intensitas radiasi yang diterima pada dinding dari tungku pemanas ruangan adalah 66,3 W.m⁻². Jika tungku ruangan dianggap benda hitam dan radiasi gelombang elektromagnetik pada panjang gelombang 600 nm, maka jumlah foton yang mengenai dinding persatuan luas persatuan waktu adalah ….(h = 6,63 x 10^{− 34} J.s, c = 3 x 10⁸ m.s^{− 1})
A. 1 x 10¹⁹ foton
B. 2 x 10¹⁹ foton
C. 2 x 10²⁰ foton
D. 5 x 10²⁰ foton
E. 5 x 10²¹ foton
(Sumber soal : UN Fisika SMA 2010)

Pembahasan
Data :
I = 66,3 W.m⁻² → Energi yang diterima tiap sekon tiap meter persegi adalah 66,3 joule.

Energi 1 foton
E = h(^c/_λ)
E = (6,63 x 10⁻³⁴ )( ^{3 x 108}/_{600 x 10⁻⁹} ) joule

Jumlah foton tiap sekon tiap satuan luas adalah:
n = 66,3 joule : [ (6,63 x 10⁻³⁴ )( ^{3 x 108}/_{600 x 10⁻⁹} ) joule] = 2 x 10²⁰ foton

Soal No. 4
Tentukan perbandingan kuanta energi yang terkandung dalam sinar dengan panjang gelombang 6000 Å dan sinar dengan panjang gelombang 4000 Å !

Pembahasan
Data :
λ₁ = 6000 Å
λ₂ = 4000 Å

E = h(^c/_λ)
^E₁/_E2 = λ₂ : λ₁ = 4000 : 6000 = 2 : 3

Soal No. 5
Energi foton sinar gamma adalah 10⁸ eV. Jika h = 6,6 x 10⁻³⁴ Js dan c = 3 x 10⁸m/s, tentukan panjang gelombang sinar gamma tersebut dalam satuan angstrom!

Pembahasan
Data :
E = 10⁸ eV = 10⁸ x (1,6 x 10⁻¹⁹) joule = 1,6 x 10⁻¹¹ joule
h = 6,6 x 10⁻³⁴ Js
c = 3 x 10⁸ m/s
λ = …?

λ = ^hc / _E 
λ = ^{( 6,6 x 10−34})(3 x 10⁸) / _{(1,6 x 10⁻¹¹)} 
λ = 12,375 x 10⁻¹⁵ meter =12,375 x 10⁻¹⁵ x 10¹⁰ Å = 12,375 x 10⁻⁵ Å

Soal No. 6
Bola lampu mempunyai spesifikasi 132 W/220 V, ketika dinyalakan pada sumber tegangan 110 V memancarkan cahaya dengan panjang gelombang 628 nm. Bila lampu meradiasikan secara seragam ke segala arah, maka jumlah foton yang tiba persatuan waktu persatuan luas di tempat yang berjarak 2,5 m dari lampu adalah … (h =6,6.10⁻³⁴ J s)
(A) 5,33 . 10¹⁸ foton.s m⁻² 
(B) 4,33 . 10¹⁸ foton.s m⁻² 
(C) 3,33 . 10¹⁸ foton.s m⁻² 
(D) 2,33 . 10¹⁸ foton.s m⁻² 
(E) 1,33 . 10¹⁸ foton.s m⁻² 
(Sumber soal : SIMAK – UI 2009)

Pembahasan
Daya Lampu yang memiliki spesifikasi 132 W/220 V saat dipasang pada tegangan 110 V dayanya akan turun menjadi :
P₂ =(^V₂/_V1)² x P₁ 
P₂ =(¹¹⁰/₂₂₀)² x 132 watt = 33 watt

Intensitas (daya persatuan luas) pada jarak 2,5 meter :
I = (^P/_A) dengan A adalah luas permukaan, anggap berbentuk bola (luas bola empat kali luas lingkaran).
I = (^P/_{4π r²})
I = (³³/_{4π (2,5)²}) = 0,42 watt/m² 
0,42 watt/m² → Energi tiap sekon persatuan luas adalah 0,42 joule.

Jumlah foton (n) :
n = 0,42 : (^hc/_λ) = [ 0,42 ] : [ ^{( 6,6 x 10−34} )( 3 x 10⁸ )/_{( 628 x 10⁻⁹ )} ] = ( 0,42 ) : (3,15 x 10⁻¹⁹)
n = 1,33 x 10¹⁸ foton

 

Semoga bermanfaat salam SUKSES From : H3nX

TRIK / CARA CEPAT MENGHAFAL DERET VOLTA

Tadi kita sudah belajar tentang sel volta/ sel galvani. Nah kali ini mari belajar deret volta.  Menghafal Deret volta menjadi salah satu hafalan yang cukup memusingkan kepala bagi sebagian orang termasuk penulis,    . Bayangin aja baru lihat deretnya aja sudah pusing ngelihatnya  Ya apa ngga??? Tapi juga maklum namanya deret ya berderet-deret   

Li K Ba Sr Ca Na La Ce Mg Lu Al Mn-H20-Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pt Au

Nah ini dia jembatan keledainya, terbaru buatan asli indonesia tentunya jembatan keledai deret volta memang agak susah sih kalu dihafalkan dulu kayaknya ane buat kerpekan deh , he2 ngak kali bercanda. oke siap langsung kopy aja ni tulisan jembatan keledai deret volta untuk yang mau ujian kimia.

Li K Ba Sr Ca Na La Ce Mg Lu Al Mn-H20-Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pt Au

Ni dia cara menghafalnya

LIhat Kakak BAru SeRing CAri NAma LAtin CEwek MaGelang;

LUsa ALi MiNum Air maeZoN;

CaRi FEnny yg CD COwoknya NIlon;

SeNang PemBalut Halus SeBelah BIru;

CUma HarGanya nggAG PenTing tAU;

 

ini ada lagi caranya  pakai mantra deretvolta

 

LiKaBaCaNa Megal MeN Zen Cer Fe Ced NiSenPeb Ha

Seb BiCu HaAg PeTauuuuu......

 

hafalin mantranya aja yo..... pokonya semua tentang menghafal deret volt

ada lagi cara menghafal deret volta

Jurus CEPAT mengingat:

Kalau Bapak Camat Nanti Meninggal Alamat Mana Zaman Cari Federal Cindy Senang Pabrik Hidrogen Cium Hangat Agar Putus Aura

 

walaupun agak ngga nyambung yang penting hafal. semoga bermanfaat

 

Dan salam SUKSES