Lkpd Elektolisis

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Elektrolisis

Mata Pelajaran

: Kimia

Satuan Pendidikan : SMA/MA Kelas/Sementer

: XII / I

Alokasi Waktu

: 6 x 45 menit

PETUNJUK UNTUK PESERTA DIDIK 1. Baca tujuan pembelajaran dan indikator pencapaian kompetensi yang tercantum dalam LKPD. 2. Dengan bimbingan guru, bacalah materi prasyarat dan

informasi yang

terdapat dalam LKPD. 3. Setiap siswa dalam

mengeksplorasi

kelompok

masing-masing

(mencermati dan mendiskusikan dalam kelompok) tentang model yang diberikan dalam LKPD, dengan guru bertindak sebagai fasilitator. 4. Berdasarkan pemahaman terhadap model dan informasi, maka jawablah pertanyaan-pertanyaan yang diberikan pada pertanyaan kunci. 5. Siswa yang telah menemukan jawaban dari suatu pertanyaan bertanggung jawab untuk menjelaskan jawabannya kepada teman yang belum paham dalam kelompoknya. 6. Untuk memperkuat konsep yang didapatkan, peserta didik berlatih untuk menerapkannya dalam mengerjakan sejumlah latihan yang diberikan. 7. Setiap kelompok diharuskan menyampaikan kesimpulan hasil kinerja kelompoknya, dan kelompok lain diminta untuk menanggapi. Pada saat diskusi guru akan memandu jalannya diskusi serta melakukan penguatan sesuai dengan tujuan pembelajaran.

Sel Elektrolisis |

1

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

A. Kompetensi Dasar (KD) 3. 6 Menerapkan stoikiometri reaksi redoks dan hukum Faraday untuk menghitung besaran-besaran yang terkait sel elektrolisis B. Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) 3.6.1 Menentukan prinsip kerja pada sel elektrolisis 3.6.2 Menentukan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda dalam larutan atau lelehan 3.6.3

dengan elektroda inert pada sel elektrolisis Menentukan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda dalam larutan atau lelehan

3.6.4 3.6.5

dengan elektroda non inert pada sel elektrolisis Menganalisis penerapan sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari Mengaplikasikan hukum Faraday untuk menghitung massa logam yang dihasilkan

3.6.6

dalam suatu proses elektrolisis Menerapkan hukum Faraday untuk menghitung massa logam jika terdapat dua sel

4.6.1 4.6.2

elektrolisis dengan arus yang sama Merancang satu makalah prosedur penyepuhan benda dari logam dengan ketebalan lapisan dan luas tertentu Menyajikan makalah mengenai prosedur penyepuhan benda dari logam dengan ketebalan lapisan dan luas tertentu

Sel Elektrolisis |

2

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Kegiatan 1

SEL ELEKTROLISIS Indikator 3.6.1 Menentukan prinsip kerja pada sel elektrolisis

Informasi Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang hubungan antara reaksi kimia dengan arus listrik. Elektrokimia terbagi dalam dua bagian, yaitu sel volta dan sel elektrolisis. Pada sel volta menggunakan reaksi kimia (reaksi redoks) untuk menghasilkan listrik, sedangkan pada sel elektrolisis menggunakan arus listrik untuk melangsungkan energi kimia. Pada sel elektrolisis terjadi reaksi redoks nonspontan yang akan memerlukan energi listrik untuk terjadinya reaksi kimia. Pada Gambar 1, dapat dilihat beberapa contoh sel volta dan sel elektrolisis.

(a)

(b)

Gambar 1. (a) Baterai merupakan salah satu contoh aplikasi sel volta (b) Penyepuhan gelang perak dengan emas merupakan salah satu contoh aplikasi sel elektrolis Sumber: www.google.com

a. b.

Sel elektrolisis terdiri atas satu jenis larutan atau lelehan elektrolit dan memiliki dua macam elektrode. Elektrode (-) atau katode adalah elektrode yang dihubungkan dengan kutub (–) sumber arus listrik, di katode terjadi reaksi reduksi Elektrode (+) atau anode adalah elektrode yang dihubungkan dengan kutub (+) sumber arus listrik, di anode terjadi reaksi oksidasi

Sel Elektrolisis |

3

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Model 1 Setelah mengamati video yang ditampilkan guru, jawablah pertanyaan kunci pada Model 1 ini untuk memahami prinsip kerja sel elektrolisis!

Baterai Anode

Katode

Larutan AgNO3

Gambar 2. Contoh rangkaian alat yang digunakan pada penyepuhan sendok besi dengan perak. Pertanyaan Kunci 1.

2. 3.

4.

Berdasarkan Gambar 2, tuliskanlah susunan alat dan bahan yang dibutuhkan pada sel elektrolisis! Jawab:.............................................................................................................................................................. ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... Berdasarkan Gambar A, apakah yang menjadi anode dan katode pada sel elektrolisis tersebut? Jawab:.............................................................................................................................................................. ......................................................................................................................................................................... Jika larutan yang digunakan pada proses elektrolisis diatas adalah AgNO 3, bagaimanakah proses ionisasi AgNO3 dalam air? Jawab:.............................................................................................................................................................. ......................................................................................................................................................................... Berdasarkan video, spesi apakah yang mengalami oksidasi di anode? Tuliskanlah reaksi oksidasinya!

Anode

Gambar 3. Pada anode terjadi reaksi oksidasi Jawab:..............................................................................................................................................................

Sel Elektrolisis |

4

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

5.

Berdasarkan video, spesi apakah yang mengalami reduksi di katode? Tuliskanlah reaksi reduksinya!

Katode

(a)

(b) Gambar 4. Pada katode terjadi reaksi reduksi

Jawab:.............................................................................................................................................................. 6.

Berdasarkan video dan Gambar 4, dimanakah terbentuknya endapan? (anode / katode)? Jelaskan! Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................

7.

Berdasarkan video dan jawaban ananda pada pertanyaan kunci 4 dan 5, dari manakah elektron bergerak? (anode ke katode / katode ke anode) Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................

8.

Berdasarkan video yang ditampilkan dan informasi yang ananda peroleh, bagaimanakah prinsip kerja dari sel elektrolisis? Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................

Aplikasi Sel Elektrolisis |

5

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Perhatikan gambar berikut ini!

Katoda

Anoda

Gambar 5. Rangkaian alat pada sel volta

Gambar 6. Rangkaian alat pada sel elektrolisis

Berdasarkan Gambar 5 dan Gambar 6, tuliskanlah perbedaan prinsip kerja sel volta dan selelektrolisis! Sel Volta

Sel Elektrolisis

Penutup Tuliskanlah kesimpulan tentang prinsip kerja sel elektrolisis! ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. ............................................................................................................. .............................................................................................................

Sel Elektrolisis |

6

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Kegiatan 2 REAKSI YANG TERJADI PADA SEL ELEKTROLISIS Indikator 3.6.2 Menentukan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda dalam larutan atau lelehan dengan 3.6.3

elektroda inert pada sel elektrolisis Menentukan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda dalam larutan atau lelehan dengan elektroda non inert pada sel elektrolisis

Informasi Reaksi elektrolisis dalam larutan elektrolit berlangsung kompleks. Spesi yang bereaksi belum tentu kation atau anionnya, tetapi mungkin saja air atau elektrodanya. Hal itu bergantung pada potensial spesi-spesi yang terdapat dalam larutan. Untuk menuliskan reaksi elektrolisis larutan elektrolit, faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan adalah: 1. Reaksi yang berkompetisi pada tiap-tiap elektrode a. Spesi yang mengalami reduksi di katode adalah yang mempunyai potensial reduksi lebih positif b. Spesi yang mengalami oksidasi di anode adalah yang mempunyai potensial reduksi lebih negatif, atau potensial oksidasi yang lebih positif 2. Jenis elektrode, apakah inert atau non-inert (aktif) Elektrode inert adalah elektrode yang tidak terlibat dalam reaksi. Elektrode inert yang sering digunakan yaitu platina, emas dan grafit. 3. Potensial tambahan yang diperlukan, sehingga suatu reaksi elektrolisis dapat berlangsung (overpotensial).  

Reaksi di katode bergantung pada jenis kation Reaksi di anode bergantung pada jenis anode dan anion

Reaksi-reaksi Elektrolisis

Sel Elektrolisis |

7

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK A.

B.

Reaksi Pada Katode Kation (ion-ion positif) direduksi pada katode. 1. Ion H+ dari suatu asam direduksi menjadi gas hidrogen 2 H+ (aq) + 2 e → H2 (g) 2. Ion-ion logam larutan alkali, alkali tanah, Al dan Mn tidak direduksi, yang direduksi adalah air, karena Eo reduksi H2O > Eo reduksi ion logam alkali, alkali tanah, Al dan Mn. 2 H2O (l) + 2 e → H2 (g) + 2 OH- (aq) 3. Ion-ion logam lainnya yang tidak termasuk kelompok diatas direduksi lalu mengendap pada katode Ni2+ (aq) + 2 e → Ni (s) Cu2+ (aq) + 2 e → Cu (s) Ag+ (aq) + e → Ag (s) 4. Ion-ion yang berasal dari lelehan atau leburan senyawa alkali dan alkali tanah direduksi lalu mengendap di katode (karena lelehan atau leburan tidak mengandung air) Na+(l) + e → Na (s) Mg2+(l) + 2e → Mg (s) Ca2+(l) + 2e → Ca (s) Reaksi Pada Anode Anion (ion-ion negatif) dioksidasi pada anode 1. Anion C, Pt dan Au tidak mengalami perubahan, karena merupakan elektrode inert. Anode Ni, Cu, Ag dan sebagainya turut bereaksi mengalami oksidasi Cu (s) → Cu2+ (aq) + 2 e Ni (s) → Ni2+ (aq) + 2 e Ag (s) → Ag+ (aq) + e 2. Ion OH- dari basa mengalami oksidasi menghasilkan air dan gas oksigen 4OH- (aq) → 2H2O (aq) + O2 (g) + 4e 3. Ion sisa asam yang mengandung oksigen tidak teroksidasi, yang teroksidasi adalah air karena E o oksidasi H2O > Eo oksidasi sisa asam yang mengandung oksigen. 2 H2O (aq) → 4 H+ (aq) + O2 (g) + 4e 4. Ion sisa asam yang tidak mengandung oksigen seperti Cl-, Br- dan I- akan teroksidasi 2 Cl- (aq) → Cl2 (g) + 2e 2 Br- (aq) → Br2 (l) + 2e 2 I - (aq) → I2 (s) + 2e

Sel Elektrolisis |

8

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK Berikut ini merupakan tabel nilai potensial elektroda standart yang di dapatkan melalui penelitian.

Sel Elektrolisis |

9

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Model 2 Perhatikan gambar berikut ini!

Pt

Pt

Gambar 7. Elektrolisis larutan CuSO4 dengan katode dan anode Pt

Pertanyaan Kunci 1.

Tuliskan ion-ion dalam larutan CuSO4! Jawab:............................................................................................................................................................ .......................................................................................................................................................................

2.

Berdasarkan Gambar 7 diatas, elektrode yang digunakan adalah Pt. Apakah elektroda Pt ikut bereaksi? Jelaskan! Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................

3.

Bagaimana muatan katode pada sel elektrolisis? Jawab:............................................................................................................................................................ .......................................................................................................................................................................

4.

Kemungkinan reaksi yang terjadi pada katode adalah reduksi ion Cu 2+ atau reduksi air. Tuliskanlah reaksi reduksi ion Cu2+ dan reduksi air beserta Eo masing-masing! Jawab: Cu2+ (aq) + ...... → Cu (s) Eo = .............V 2H2O (l) + ...... → 2 OH (aq) + H2 (g) Eo = .............V

5.

Berdasarkan nilai potensial elektroda standar, reduksi spesis apakah yang memiliki nilai lebih positif? Maka dari pada itu, manakah spesi yang akan tereduksi pada katode? Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................

6.

Bagaimana muatan anode pada sel elektrolisis? Jawab:............................................................................................................................................................ .......................................................................................................................................................................

Sel Elektrolisis | 10

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK 7.

Kemungkinan reaksi yang terjadi di anode adalah oksidasi ion SO 42-dan oksidasi air. Tuliskanlah reaksi oksidasi ion SO42- dan oksidasi air dan beserta Eo masing-masing! Jawab: SO42- (aq) → S2O82- (aq) + 2e Eo = .............V + 2H2O (l) → 4 H (aq) + ..... (g) + ....... Eo = .............V

8.

Berdasarkan nilai potensial elektroda standar, oksidasi spesi apakah yang memiliki nilai lebih positif? Maka dari pada itu, manakah spesi yang akan teroksidasi pada anode? Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................

9.

Tuliskan reaksi total yang terjadi pada kedua elektroda tersebut! Jawab: Katode: ......................................................................................................................................................... Anode:........................................................................................................................................................... Reaksi Total: ................................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................................

Sel Elektrolisis | 11

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Model 3 Perhatikan gambar berikut ini!

Gambar 8. Elektrolisis lelehan Natrium Klorida dengan katode dan anode C Pertanyaan Kunci 1. 2.

3. 4. 5.

Tuliskan ion-ion dalam lelehan Natrium Klorida! Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... Berdasarkan Gambar 8 diatas, elektrode yang digunakan adalah C. Apakah elektroda C ikut bereaksi? Jelaskan! Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................... Bagaimana muatan katode pada sel elektrolisis? Dan tuliskanlah reaksi yang terjadi pada katode tersebut! Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... Bagaimana muatan anode pada sel elektrolisis? Dan tuliskanlah reaksi yang terjadi pada katode tersebut! Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... Tuliskan reaksi total yang terjadi pada kedua elektroda tersebut! Jawab: Katode: ......................................................................................................................................................... Anode:........................................................................................................................................................... Reaksi Total: .................................................................................................................................................

Sel Elektrolisis | 12

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Aplikasi 1.

Elektrolisis larutan NaCl dengan electrode C

Model 6

Reaksi yang terjadi Katode

: H2O(l) + 2e- → 2OH-(aq) + ………

Anode

: 2Cl-(aq) → ………. + 2e-

Reaksi sel : H2O(l) + …→ 2OH-(aq) + …. + ….

2. Elektrolisis lelehan CuCl2 menggunakan electrode Pt

Reaksi yang terjadi

Reaksi yang terjadi

Katode

:…… + ……. → ……

Katode

: Cu2+(l) + …….. → ………

Anode

:……. → …… +

Anode

: 2Cl-(l) → .......... + …….

……..

Reaksi sel : …… + ……. →

Reaksi sel : Cu2+(l) + 2Cl-(l) → ………

……. + ……. 3. Elektrolisis larutan CuSO4 menggunakan electrode Fe(II)

Reaksi yang terjadi Katode

:…… + ……. → ……

Anode

:……. → …… + ……..

Reaksi sel : …… + ……. → ……. + ……. Sel Elektrolisis | 13

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Penutup Tuliskanlah elektrolisis!

kesimpulan

tentang

prinsip

reaksi-reaksi

pada

sel

................................................................................................... ................................................................................................... Baterai ................................................................................................... ................................................................................................... Anoda katoda ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ...................................................................................................

Sel Elektrolisis | 14

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Kegiatan 3

SEL ELEKTROLISIS DALAM KEHIDUPAN Indikator

3.6.4 Menganalisis penerapan sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari 4.6.1 Merancang satu makalah prosedur penyepuhan benda dari logam dengan ketebalan lapisan dan luas tertentu 4.6.2 Menyajikan makalah mengenai prosedur penyepuhan benda dari logam dengan ketebalan lapisan dan luas tertentu

Informasi Proses elektrolisis banyak digunakan dalam industri, seperti pemurnian logam, produksi zat dan penyepuhan.

Model 4 Pemurnian Logam Contoh terpenting dalam bidang pemurnian logam ini adalah pemurnian tembaga. Tembaga digunakan sebagai bahan kabel listrik. Untuk tujuan tersebut diperlukan tembaga murni, sebab dengan adanya pengotor dapat mengurangi konduktivitas tembaga. Akibatnya, akan timbul panas dan akan membahayakan penggunanya.

Gambar 9. Pemurnian logam tembaga

Sel Elektrolisis | 15

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Pertanyaan Kunci 1.

Berdasarkan gambar diatas, untuk mendapatkan logam tembaga murni, bagaimanakah susunan rangkaian alat elektrolisis yang digunakan? Jawab:............................................................................................................................................................

2.

Tuliskanlah muatan pada anode dan katode pada sel elektrolisis Jawab:............................................................................................................................................................ .......................................................................................................................................................................

3.

Jika larutan yang digunakan adalah CuSO4 a. Reaksi apakah yang terjadi di katode? Tuliskan reaksinya Jawab:................................................................................................................................................... b.

4.

Reaksi apakah yang terjadi di anode? Tuliskan reaksinya Jawab:...................................................................................................................................................

Berdasarkan jawaban ananda pada pertanyaan diatas, simpulkanlah bagaimanakah proses pemurnian logam tembaga? Jawab:............................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................

Aplikasi Untuk lebih memahami tentang pemanfaatan proses elektrolisis dalam industri, silahkan ananda menulis suatu makalah tentang penerapan elektrolisis dalam produksi zat dan penyepuhan logam. Makalah yang ananda tulis akan Ikutilah format berikut ini untuk menuntun ananda dalam penulisan makalah dipresentasikan didepan kelas. Produksi zat 1.

Contoh beberapa zat kimia yang diperoleh melalui elektrolisis adalah:

2.

Jelaskanlah proses elektrolisis yang disebut proses klor-alkali

Reaksi di katode: Reaksi di Anode:

Sel Elektrolisis | 16

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK Penyepuhan logam 1.

Penyepuhan logam adalah:

2.

Prinsip kerja penyepuhan logam:

Reaksi di katode: Reaksi di Anode:

Penutup Tuliskanlah kesimpulan tentang penerapan elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari! ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ...................................................................................................

Sel Elektrolisis | 17

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Kegiatan 4

HUKUM FARADAY Indikator

3.6.5 Mengaplikasikan hukum Faraday untuk menghitung massa logam yang dihasilkan dalam suatu proses elektrolisis 3.6.6 Menerapkan hukum Faraday untuk menghitung massa logam jika terdapat dua sel elektrolisis dengan arus yang sama

Informasi Michael Faraday adalah ilmuwan berkebangsaan Inggris yang menyelidiki hubungan antara jumlah arus listrik yang digunakan dengan massa zat yang dihasilkan, baik di anoda maupun di katoda pada proses elektrolisis. Kesimpulan dari hasil percobaan yang telah dilakukan Faraday adalah sebagai berikut

1. Hukum Faraday I: “Massa zat yang dihasilkan pada tiap-tiap elektrode sebanding dengan

kuat arus

listrik yang mengalir pada electrode tersebut” Keterangan :

m = massa zat yang dihasilkan (gram) i = kuat arus listrik (ampare) t = waktu (detik) Q = muatan listrik (coulomb)

2. Hukum Faraday II : “massa dari berbagai zat yang terbentuk pada tiap-tiap elektroda sebanding dengan massa ekuivalen zat tersebut” Keterangan : m = massa zat (gram) w = massa ekuivalen Ar = massa atom relative suatu zat e = ekuivalen suatu zat Penggabungan hukum Faraday I dan II akan menghasilkan persamaan Keterangan : m = massa zat (gram) t = waktu (detik) i = kuat arus listrik (ampare) Ar = massa atom relative suatu zat e = ekuivalen suatu zat (jumlah elektron yang berperan dalam 1 mol zat)

Model 5

Sel Elektrolisis | 18

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Pemurnian Logam

Anoda Katoda

(General Chemistry. 2011 : 940)

Untuk menghitung massa iodin yang dibebaskan selama 5 menit dengan arus 10 Ampere ke dalam larutan KI, jawab pertanyaan kunci berikut !

Pertanyaan kunci: 1.

Perhatikan model diatas. Apakah terjadi reaksi pada katoda? Jika bereaksi sebutkan ciri-cirinya! Jawab:………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………

2.

……………………………………………………………………………………………………….. Tuliskan reaksi yang terjadi pada katoda! Jawab:……………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …..

Sel Elektrolisis | 19

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

3.

Apa terjadi reaksi pada anoda? Jika bereaksi sebutkan ciri-cirinya! Jawab:………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………

4.

……………………………………………………………………………………………………….. Tuliskan reaksi yang terjadi pada anoda! Jawab:……………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

5.

….. Hitunglah jumlah elektron yang terlibat pada masing-masing reaksi di katoda dan anoda! Jawab:……………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

6.

……………………………………………………………………………………………………………… Hitunglah massa Iodin yang dihasilkan dari elektrolisis tersebut! Jawab:………………………………………………………………………………..……………………….. ………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………

Aplikasi 1.

Hitunglah massa tembaga yang dapat dibebaskan oleh arus 10 ampere yang dialirkan selama 965 detik ke dalam larutan CuSO4 (Ar Cu = 63,5) Jawab:……………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………

2.

Aluminium diperolehdari elektrolisis lelehan Al2O3. Berapa aluminium dapat diperoleh setiap jam jika digunakan arus 100 ampere? (Ar Al = 27) Jawab:……………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

3.

……………………………………………………………………………………………………… Sejumlah arus dapat mengendapkan 1,08 gram perak dari larutan perak nitrat (AgNO 3). Jika arus yang sama dialirkan ke dalam larutan nikel sulfat (NiSO 4), berapa gram nikel dapat diendapkan? (Ar Ni = 59, Ag = 108) Jawab:………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………

Model 6 Sel Elektrolisis | 20

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Baterai Katoda

Anoda

(General Chemistry : 863) Berapa liter gas hidrogen (STP) yang dapat terbentuk jika arus 10 ampere dialirkan selama 965 detik kedalam larutan natrium klorida?

Pertanyaan kunci: 1.

Apakah terjadi reaksi pada katoda? Sebutkan ciri-cirinya! Jawab:…………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………

2.

…… Tuliskan reaksi yang terjadi pada katoda! Jawab:………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………

3.

……… Apakah terjadi reaksi pada anoda? Sebutkan ciri-cirinya! Jawab:………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………

4.

……… Tuliskan reaksi yang terjadi pada anoda! Jawab:………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ………

5.

Hitunglah jumlah mol elektron dengan menggunakan persamaan pada informasi! Jawab:…………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

6.

………………………………………………………………………………………………………… Hitunglah jumlah mol hidrogen yang terdapat pada reaksi di katoda!

Sel Elektrolisis | 21

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK Jawab:………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… 7.

…………………………………………………………………………………………………… Hitunglah volume hidrogen pada keadaan STP yang terdapat pada katoda! Jawab:……………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………

Aplikasi 1.

Kuat arus listrik sebesar 10 ampere dipakai untuk melapisi logam seng dengan tembaga 0,59 gram (Ar Cu = 63,5), maka berapakah waktu yang diperlukan? Jawab:………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

2.

………………………………………………………………………………………………….. Berapa ampere arus yang diperlukan untuk mengendapkan 40,29 gram perak (Ar Ag = 108) dari elektrolisis garam Ag selama 1 jam? Jawab:…………………………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

3.

…………………………………………………………………………………………………… Larutan H2SO4 dielektrolisis dengan elektroda Pt, jika jumlah muatan listrik yang mengalir 1,2 faraday, maka berapa liter gas hidrogen yang dihasilkan di katoda apabila diukur pada keadaan STP? Jawab:………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

4.

………………………………………………………………………………………………….. Pada elektrolisis larutan CuSO4 dihasilkan gas oksigen sebanyak 1,12 liter. Berapakah arus yang dialirkan jika pengukuran itu dilakukan pada keadaan standar? Jawab: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

5.

……………………………………………………………………………… Jika listrik sebanyak 0,4 F dialirkan ke dalam larutan tembaga(II) sulfat dengan elektroda Pt, tentukan massa tembaga di katoda dan volume gas yang terbentuk di anoda (STP). (Ar Cu = 63,5) Jawab:……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………..

Penutup

Sel Elektrolisis | 22

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Berdasarkan pembelajaran yang telah dilakukan simpulkanlah aplikasi hukum Berdasarkan pembelajaran yang telah dilakukan simpulkanlah aplikasi hukum faraday pada sel elektrolisis : faraday pada sel elektrolisis : _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ________________________________________________________________

Sel Elektrolisis | 23

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Latihan 1.

Berapa liter gas oksigen (STP) dapat terbentuk jika arus 5 ampere dialirkan selama 10 menit ke dalam larutan asam sulfat? Jawab:…………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

2.

………………………………………………………………………………………………………… Arus sebesar I ampere dapat mengendapkan 2,16 gram pereak dari larutan perak nitrat dalam 1 jam. Berapa liter gas oksigen dapat dihasilkan jika arus yang sama dialirkan ke dalam larutan asam sulfat selama 2 jam? (Ar Ag= 108) Jawab:…………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………

3.

…………………………………………………………………………………………………… Pada pada elektrolisis larutan CuSO 4 dihasilkan 25,4 gram endapan Cu pada katoda. Hitunglah volum gas H2 (STP) yang dibebaskan pada elektrolisis larutan H 2SO4 encer dengan jumlah arus yang sama. (Ar Cu = 63,5; O = 16) Jawab:……………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………

Sel Elektrolisis | 24

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK Kunci Jawaban Model 1 1. 2. 3.

4.

5.

6.

7.

8.

Berdasarkan Gambar 2, tuliskanlah susunan alat dan bahan yang dibutuhkan pada sel elektrolisis! Jawab: Wadah, larutan elektrolis, elektroda (anoda dan katoda), baterai, kawat Berdasarkan Gambar A, apakah yang menjadi anode dan katode pada sel elektrolisis tersebut? Jawab: Katoda : sendok besi, Anoda: perak Jika larutan yang digunakan pada proses elektrolisis diatas adalah AgNO 3, bagaimanakah proses ionisasi AgNO3 dalam air? Jawab: Menjadi ion Ag+ dan NO3Berdasarkan video, spesi apakah yang mengalami oksidasi di anode? Tuliskanlah reaksi oksidasinya! Jawab: Logam Perak Berdasarkan video, spesi apakah yang mengalami reduksi di katode? Jawab: Sendok besi Berdasarkan video dan Gambar 4, dimanakah terbentuknya endapan? (anode / katode)? Jelaskan! Jawab: Di katode, terbentuk endapan perak atau perak melapisi permukaan sendok besi. Karen Ag + menangkap satu elektron yang dialirkan oleh sumber arus, sehingga membentuk lapisan tipis perak pada katoda. Berdasarkan video dan jawaban ananda pada pertanyaan kunci 4 dan 5, dari manakah elektron bergerak? (anode ke katode / katode ke anode) Jawab: Dari anode ke katode Berdasarkan video yang ditampilkan dan informasi yang ananda peroleh, bagaimanakah prinsip kerja dari sel elektrolisis? Jawab: Pada elektrolisis, dibutuhkan suatu rangkaian yang disebut sel elektrolisis. Dimana anode bermuatan positif karena melepaskan elektron, dan katode bermuatan negatif, karena terjadi penangkapan elektron. Pada sel elektrolisis dibutuhkan sumber arus agar reaksi kimia dapat berlangsung. Pada Anode terjadi pelepasan elektron dan katode penangkapan elektron

Model 2 1. 2.

3. 4.

5.

Tuliskan ion-ion dalam larutan CuSO4! Jawab: Cu2+ dan SO42Berdasarkan Gambar 7 diatas, elektrode yang digunakan adalah Pt. Apakah elektroda Pt ikut bereaksi? Jelaskan! Jawab: Tidak ikut bereaksi, karena elektrode inert Bagaimana muatan katode pada sel elektrolisis? Jawab: Negatif Kemungkinan reaksi yang terjadi pada katode adalah reduksi ion Cu 2+ atau reduksi air. Tuliskanlah reaksi reduksi ion Cu2+ dan reduksi air beserta Eo masing-masing! Jawab: Cu2+ (aq) + 2e → Cu (s) Eo = + 0,34 V 2H2O (l) + .2e → 2 OH (aq) + H2 (g) Eo = - 0,83V Berdasarkan nilai potensial elektroda standar, reduksi spesis apakah yang memiliki nilai lebih positif? Maka dari pada itu, manakah spesi yang akan tereduksi pada katode? Jawab: Cu2+ (aq) + 2e → Cu (s),

Sel Elektrolisis | 25

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK 6. 7.

8.

9.

Bagaimana muatan anode pada sel elektrolisis? Jawab: Positif Kemungkinan reaksi yang terjadi di anode adalah oksidasi ion SO42-dan oksidasi air. Tuliskanlah reaksi oksidasi ion SO42- dan oksidasi air dan beserta Eo masing-masing! Jawab: SO42- (aq) → S2O82- (aq) + 2e Eo = - 2,71 V 2H2O (l) → 4 H+ (aq) + O2 (g) + 4e Eo = - 1,23 V Berdasarkan nilai potensial elektroda standar, oksidasi spesi apakah yang memiliki nilai lebih positif? Maka dari pada itu, manakah spesi yang akan teroksidasi pada anode? Jawab: 2H2O (l) → 4 H+ (aq) + O2 (g) + 4e Tuliskan reaksi total yang terjadi pada kedua elektroda tersebut! Jawab: Katode: Cu2+ (aq) + 2e → Cu (s) Anode: 2H2O (l) → 4 H+ (aq) + O2 (g) + 4e Reaksi Total: 2Cu2+ (aq) + 2H2O → Cu (s) 4 H+ (aq) + O2 (g)

Model 3 1. 2.

3.

4.

5.

Tuliskan ion-ion dalam lelehan Natrium Klorida! Jawab: Na+ dan ClBerdasarkan Gambar 8 diatas, elektrode yang digunakan adalah C. Apakah elektroda C ikut bereaksi? Jelaskan! Jawab: Tidak, karena elektroda inert Bagaimana muatan katode pada sel elektrolisis? Dan tuliskanlah reaksi yang terjadi pada katode tersebut! Jawab: Muatan Katode: Negatif Na+ + e → Na (l) Bagaimana muatan anode pada sel elektrolisis? Dan tuliskanlah reaksi yang terjadi pada katode tersebut! Jawab: Muatan Anode: Positif 2Cl- → Cl2 (g) + 2e Tuliskan reaksi total yang terjadi pada kedua elektroda tersebut! Jawab: Katode: Na+ + e → Na (l) Anode: 2Cl- → Cl2 (g) + 2e Reaksi Total: Na+ + 2Cl- → Na (l) + Cl2 (g)

Sel Elektrolisis | 26

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

KEPUSTAKAAN Chang, Raymond. 2010. Chemistry 10th Edition. New York : McGraw Hill. Ebbing, Darrell D., Steven D. Gammon. 2009. General Chemistry Ninth Edition. New York : Houghton Mifflin Company Mc Murry, John dan Robert C., Fay. 2004. Chemistry fourth edition. New Jersey : Pearson Education International Silberberg, Martin S. Principles of General Chemistry Second Edition. New York : McGraw Hill Tro, Nivaldo, J. 2011. Chemistry a Molecular Approach, Second Edition. United States of America : Pearson Education, Inc

Sel Elektrolisis | 27