Nama
: 1. ……………………………………………………………………. 2……………………………………………………………………… 3……………………………………………………………………… 4……………………………………………………………………..
Kelas
: ....................................... .................. ........................................ ................................... ................
Kelompok
: ....................................... ................... ....................................... ................................... ................
16
Indikator KD dari KI 3
1. Menggambarkan susunan sel volta atau sel Galvani dan menjelaskan fungsi tiap bagiannya. 2. Menjelaskan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel Volta. 3. Menuliskan notasi sel dan reaksi- reaksi yang terjadi pada Sel Volta KD dari KI 4 1. Mengidentifikasi susunan sel Volta dan fungsi tiap bagian-bagiannya,serta
proses terbentuknya arus listrik yang terjadi pada sel Volta 2. mendeskripsikan cara penulisan notasi Sel dan reaksi-reaksi yang terjadi pada
sel Volta..
Tujuan Pembelajaran
1.
Siswa mampu
menggambarkan susunan sel Volta atau sel Galvani pada
Lembar Kegiatan Siswa melalui media yang ditampilkan guru secara diskusi kelompok. 2.
Siswa mampu mampu menjelaskan fungsi
bagian-bagian dari sel Volta melalui
gambar pada media yang ditampilkan guru secara diskusi kelompok 3.
Siswa mampu menjelaskan proses terbentuknya arus listrik dari sel Volta pada Lembar Kegiatan Siswa melalui diskusi kelompok berdasarkan video yang ditampilkan guru.
4.
Siswa mampu menuliskan notasi sel Volta melalui diskusi kelompok.
5.
Siswa mampu menuliskan reaksi-reaksi yang terjadi pada sel Volta. melalui diskusi kelompok
Petunjuk 1.
Tunjuklah salah seorang dari kelompokmu yang kamu percayai untuk memimpin diskusi kelompokmu.
2.
Kerjakan LKS dengan sebaik-baiknya. 17
Kegiatan 1
Rangkaian Sel Volta
SEL ELEKTROKIMIA Merupakan tempat terjadinya konversi energi kimia menjadi energi listrik, atau sebaliknya.
SEL VOLTA
SEL ELEKTROLISIS
Menggunakan reaksi redoks spontan untuk menghasilkan ...............................................
Jembatan garam
Arus listrik
Sumber Listrik
V
V +
-
Zn(s)
Melibatkan reaksi redoks tidak spontan dengan memerlukan ..........................
Zn2+(aq)
Cu2+(aq)
Reaksi Spontan PRINSIP KERJA Pemisahan reaksi redoks Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) Menjadi setengah reaksi: Reaksi Redoks Spontan Oksidasi : ....................................... Reduksi : .....................................
Cu (s)
+
-
Cu2+(aq)
Cu(s)
2Cl-(aq)
Cl2(g)
Reaksi Redoks Tidak Spontan PRINSIP KERJA Arus listrik dilewatkan dalam larutan atau lelehan elektrolit sehingga terjadi reaksi redoks. CuCl 2(l) Cu(s) + Cl2(g) Menjadi setengah reaksi: Oksidasi : ..............................................
Reduksi : ...................................
18
B. Kerjakan soal tentang Sel Volta (sel Galvani) berikut ini.
Perhatikan media pembelajaran yang ditampilkan guru mu! 1. Apakah yang dimaksud dengan sel Volta? ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... 2. Gambarlah rangkaian sel Volta dengan benar!
3. Tuliskanlah bagian-bagian dari rangkaian sel Volta! ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 4. Apakah fungsi dari setiap bagian pada rangkaian sel Volta ters ebut? ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................... ..................................................................................................................................
19
Berdasarkan gambar di atas: a. Reaksi apakah yang terjadi pada logam Ag? Kenapa demikian? ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................ b. Tuliskan reaksi yang terjadi pada logam Ag! ............................................................................................................................................. c. Reaksi apakah yang terjadi pada logam Cu? Kenapa demikian? ............................................................................................................................................. d. Tuliskan reaksi yang terjadi pada logam Cu! ............................................................................................................................................. e. Pada sel volta elektrode yang mengalami reaksi oksidasi disebut .................................... dan elektrode yang mengalami reaksi reduksi disebut .....................................
20
Kegiatan 2
Arus listrik pada Sel Volta
Penentuan anode dan katode dari dua logam yang digunakan sebagai elektrode dalam sel Volta.
Logam semakin mudah teroksidasi
Logam semakin mudah tereduksi
Li –K –Ba –Ca –Na –Mg –Al –Mn –Zn –Cr –Fe –Cd –Co –Ni –Sn-Pb –
H
Pb – Cu –Hg –Ag –Pt-Au
Zn berada di kiri Cu, jadi Zn lebih mudah teroksidasi dibanding Cu. Jadi, dalam sel Volta: Zn bertindak sebagai ANODE Cu bertindak sebagai KATODE
Amati ketiga sel volta sederhana berikut. Tentukan logam mana yang menjadi anode dan mana yang menjadi katode untuk menghasilkan arus listrik. Jelaskan pada tempat yang tersedia.
Co
Al
Mg
Cu
Pt
Ag
Larutan
Larutan
Larutan
elektrolit
elektrolit
elektrolit
..................................................
...........................................................
....................................................
..................................................
...........................................................
....................................................
..................................................
...........................................................
....................................................
..................................................
...........................................................
....................................................
21
Perhatikan Video! Untuk mengetahui lebih jelas tentang prinsip kerja sel Volta dan bagaimana arus listrik dihasilkan, simaklah terlebih dahulu video yang ditampilkan oleh gurumu, kemudian jawablah pertanyaan yang ada pada LKS mu dan buatlah kesimpulannya.
a. Apakah yang terjadi pada voltmeter? Kenapa demikian?
............................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... b. Bagaimanakah pergerakan elektron pada sel volta? Kenapa demikian? ............................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... c.
Bagaimana jembatan garam dapat mempertahankan arus listrik pada rangkaian? ................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................
d.
Bagaimanakah jika tidak ada jembatan garam pada sel Volta? ............................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................
e. Pada sel volta, elektrode Zn semakin berkurang sedangkan pada elektrode Cu terdapat penumpukkan, mengapa demikian? ............................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................
Kesimpulan: Prinsip kerja Sel Volta ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ...........................................................................................................................
22
Kegiatan 3 Notasi Sel dan Reaksi pada Sel Volta Notasi sel Volta digunakan untuk menggambarkan rangkaian sel Volta dan reaksi redoks yang berlangsung didalamnya dan penulisannya menurut konvensi IUPAC. Beberapa contoh notasi sel Volta: 1. Sel Volta terdiri dari anode Zn dan katode Cu. Di anode Zn teroksidasi menjadi Zn 2+ dan di katode , Cu 2+ tereduksi menjadi padatan Cu. Reaksi sel : Zn(s) + Cu2+(aq) Cu(s) + Zn2+(aq) Notasi sel Volta : Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s) 2. Suatu sel Volta terdiri dari anode inert Pt dan katode logam Ag. Di anode H 2 teroksidasi menjadi ion H+ dan di katode, Ag+ tereduksi menjadi Ag Reaksi sel : H2(g) + 2Ag+(aq) 2H+(aq) + 2Ag(s) Notasi sel Volta : Pt(s) | H2(g) , H+(aq) || Ag+(aq) | Ag(s) 3. Suatu sel Volta terdiri dari anode Zn dan katode inert Pt. Di anode Zn teroksidasi menjadi ion Zn2+ dan di katode, Fe 3+ tereduksi menjadi Fe2+. Reaksi sel : Zn(s) + 2Fe3+(aq) Zn2+(aq) + 2Fe2+(aq) Notasi sel Volta : Zn(s) | Zn2+(aq) || Fe3+(aq) , Fe2+(aq) | Pt(s)
Untuk lebih memahami, jawablah soal-soal berikut ini!
Kerjakan soal – soal tentang Notasi Sel Volta berikut. 1.Lengkapi skema berikut dengan pilihan dalam kota k. Anode
Elektrode inert
Batas fase
Jembatan garam
Pemisahan spesi dalam fase yang sama
Katode
..........................................
.........................................
.........................................
Notasi Sel Volta Zn(s)
Zn2+(aq)
.........................................
Fe3+(aq) , Fe2+(aq) .........................................
Pt(s) .........................................
23
2. Tuliskan notasi sel Volta untuk reaksi – reaksi berikut. a. Sel Volta terdiri dari anode Zn dan katode Ag. Di anode, Zn teroksidasi menjadi Zn2+ dan di katode, Ag+ tereduksi menjadi padatan Ag.
Reaksi
: Zn(s) + 2Ag+(aq)
Zn2+(aq) + 2Ag(s)
Notasi Sel Volta :
b. Sel Volta terdiri dari anode Cd dan katode Pt. Di anode, Cd teroksidasi menjadi Cd 2+ dan di katode, H+ tereduksi menjadi H2.
Reaksi : Notasi Sel Volta :
c.
d.
Reaksi : : Mg(s) + Fe3+(aq) Notasi Sel Volta :
Reaksi
Mg2+(aq) + Fe(s)
: Zn(s) + Cl2(g) Zn2+(aq) + 2Cl- (aq) (katode menggunakan elektrode inert Pt)
Notasi Sel Volta :
24
3. Berdasarkan notasi sel Volta berikut, tuliskan reaksi selnya. a. Notasi Sel Volta : H2(g) Reaksi
| H+(aq)
||
Ag+(aq)
|
Ag(s)
:
b. Notasi Sel Volta : Cu(s) | Cu2+(aq) || Ag+(aq) | Ag(s) Reaksi
c.
Notasi Sel Volta : Al(s) | Al3+(aq) || Reaksi
d.
:
Ni2+(aq) | Ni(s)
:
Notasi Sel Volta : Mg(s) | Mg2+(aq) Reaksi
||
Fe2+(aq) | Fe(s)
:
25
Nama
: 1. ……………………………………………………………………. 2……………………………………………………………………… 3……………………………………………………………………… 4……………………………………………………………………..
Kelas
: ..........................................................................
26
Indikator KD dari KI 3
1. Menggambarkan susunan sel volta atau sel Galvani dan menjelaskan fungsi tiap bagiannya. 2. Menjelaskan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel Volta. 3. Menuliskan notasi sel dan reaksi- reaksi yang terjadi pada Sel Volta KD dari KI 4 1. Menganalisis
susunan sel Volta dan fungsi tiap bagiannya, serta proses
terbentuknya arus listrik pada sel Volta 2. Mendeskripsikan cara penulisan notasi Sel dan reaksi-reaksi yang terjadi pada
sel Volta..
Tujuan Pembelajaran
1.
Siswa mampu
menggambarkan susunan sel Volta atau sel Galvani pada
Lembar Kegiatan Siswa melalui media yang ditampilkan guru secara diskusi kelompok. 2.
Siswa mampu menjelaskan fungsi bagian-bagian dari sel Volta m elalui gambar pada media yang ditampilkan guru secara diskusi kelompok.
3.
Siswa mampu menjelaskan proses terbentuknya arus listrik dari sel Volta pada Lembar Kegiatan Siswa melalui diskusi kelompok berdasarkan video yang ditampilkan guru.
4.
Siswa mampu menuliskan notasi sel Volta melalui diskusi kelompok.
5.
Siswa mampu menuliskan reaksi-reaksi yang terjadi pada sel Volta. melalui diskusi kelompok secara benar dan penuh rasa tanggung jawab
Petunjuk 1.
Tunjuklah salah seorang dari kelompokmu yang kamu percayai untuk memimpin diskusi kelompokmu.
2.
Kerjakan LKS dengan sebaik-baiknya. 27
Kegiatan 1
Rangkaian Sel Volta
SEL ELEKTROKIMIA Merupakan tempat terjadinya konversi energi kimia menjadi energi listrik, atau sebaliknya.
Menggunakan reaksi redoks spontan untuk menghasilkan Arus Listrik
Melibatkan reaksi redoks tidak spontan dengan memerlukan sumber listrik Sumber Listrik
Arus listrik
V
V
Jembatan garam
+
-
Zn(s)
Zn2+(aq)
Cu2+(aq)
Cu(s)
Reaksi Redoks Spontan PRINSIP KERJA Pemisahan reaksi redoks Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) Menjadi setengah reaksi: Zn2+(aq) + 2eOksidasi : Zn(s) Cu(s) Reduksi : Cu2+(aq) + 2e-
+
-
Cu2+(aq)
Cu(s)
2Cl-(aq)
Cl2(g)
Reaksi Redoks Tidak Spontan PRINSIP KERJA Arus listrik dilewatkan dalam larutan atau lelehan elektrolit sehingga terjadi reaksi redoks. CuCl2(l) Cu(s) + Cl2(g) Menjadi setengah reaksi: Cl2(g) + 2eOksidasi : 2Cl-(aq) Reduksi : Cu2+(aq) + 2eCu(s)
28
B. Kerjakan soal tentang Sel Volta (sel Galvani) berikut ini. Perhatikan media pembelajaran yang ditampilkan guru mu! 1. Apakah yang dimaksud dengan sel Volta? Sel Volta adalah sel elektrokimia dimana energi kimia dari reaksi redoks spontan diubah menjadi energi listrik.
2. Gambarlah rangkaian sel Volta dengan benar!
3. Tuliskanlah bagian-bagian dari rangkaian sel Volta! a. Elektrode
d. Kawat yang menghubungkan elektrode
b. Voltmeter
e. Jembatan garam
c. Elektrolit
4. Apakah fungsi dari setiap bagian pada rangkaian sel Volta tersebut? a.
Elektrode terbagi atas:
1) Anode, yakni elektrode yang berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi oksidasi. Anode menghasilkan elektron dan bermuatan negatif. 2) Katode, yakni elektrode yang berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi reduksi. katode mengambil elektron dan bermuatan positif. b. Voltmeter, berfungsi sebagai alat pengukur arus listrik yang mengalir. c. Elektrolit, yaitu zat yang dapat menghantarkan arus listrik. d. Kawat atau rangkaian luar berfungsi menghubungkan anode ke katode. e. Jembatan garam (rangkaian dalam) yang berfungsi sebagai penetral muatan ion-ion pada katode dan anode.
29
Berdasarkan gambar di atas: a. Apakah reaksi yang terjadi pada logam Ag? Kenapa demikian?
Reaksi reduksi karena pada logam Ag terjadi penyerapan 1 elektronnya. b. Tuliskan reaksi yang terjadi pada logam Ag!
Ag+(aq)
+ e-
Ag(s)
c. Apakah reaksi yang terjadi pada logam Cu? Kenapa demikian?
Reaksi oksidasi karena pada logam Cu terjadi pelepasan 2 elektron. d. Tuliskan reaksi yang terjadi pada logam Cu!
Cu(s)
Cu2+(s) + 2e-
e. Pada sel volta elektrode yang mengalami reaksi oksidasi disebut Anode dan elektrode yang mengalami reaksi reduksi disebut Katoda
30
Kegiatan 2
Arus listrik pada Sel Volta
Penentuan anode dan katode dari dua logam yang digunakan sebagai elektrode dalam sel Volta.
Logam semakin mudah teroksidasi
Logam semakin mudah tereduksi
Li –K –Ba –Ca –Na –Mg –Al –Mn –Zn –Cr –Fe –Cd –Co –Ni –Sn –Pb –
H –Sb –Bi –Cu –Hg –Ag –Pt- Au
Zn berada di kiri Cu, jadi Zn lebih mudah teroksidasi dibanding Cu. Jadi, dalam sel Volta: Zn bertindak sebagai ANODE Cu bertindak sebagai KATODE
Amati ketiga sel volta sederhana berikut. Tentukan logam mana yang menjadi anode dan mana yang menjadi katode untuk menghasilkan arus listrik. Jelaskan pada tempat yang tersedia.
Co
Al
Cu
Mg
Pt
Ag
Larutan
Larutan
Larutan
elektrolit
elektrolit
elektrolit
Anode: Al Katode : Co Karena Al lebih mudah teroksidasi dibandingkan Co
Anode: Mg Katode : Cu Karena Mg lebih mudah teroksidasi dibandingkan Cu
Anode: Ag Katode : Pt Karena Ag lebih mudah teroksidasi dibandingkan Pt
31
Perhatikan Video! Untuk mengetahui lebih jelas tentang prinsip kerja sel Volta dan bagaimana arus listrik dihasilkan, simaklah terlebih dahulu video yang ditampilkan oleh gurumu, kemudian jawablah pertanyaan yang ada pada LKS mu dan buatla h kesimpulannya.
a. Apakah yang terjadi pada voltmeter? Kenapa demikian?
Voltmeter bergerak, karena adanya aliran elektron. b. Bagaimanakah pergerakan elektron pada sel volta? Kenapa demikian?
Elektron bergerak dari anode ke katode karena Logam Zn yang teroksidasi melepaskan dua elektronnya. Elektron yang dibebaskan tidak memasuki larutan tetapi tertinggal pada logam Zn. Zn (s) → Zn2+ (aq) + 2 e – Elektron tersebut selanjutnya akan mengalir ke logam tembaga melalui kawat penghantar. c. Bagaimana jembatan garam dapat mempertahankan arus listrik pada rangkaian? Jembatan garam mempertahankan arus dengan cara Ion-ion negatif dari jembatan garam akan bergerak ke anode untuk menetralkan kelebihan ion Zn 2+, sedangkan ionion positif akan bergerak ke katode untuk menetralkan kelebihan ion NO 3-. d.
Bagaimanakah jika tidak ada jembatan garam pada sel Volta?
Aliran elektron akan terhenti atau tidak akan berkelanjutan karena setengah sel pada anode yang telah melepaskan ion Zn 2+ dalam larutan akan menyebabkan penumpukan muatan positif ion Zn2+, sehingga Zn2+ di anode tidak dapat lagi menuju larutan dan suplai elektron ke katode terhenti. Sedangkan pada katode ion Cu 2+ yang mengendap pada larutan menyebabkan larutan bermuatan negatif karena banyaknya ion NO3- yang tertinggal dalam larutan. Sehingga suplai elektron ke katode tidak dapat diserap lagi. e. Pada sel volta, elektrode Zn semakin berkurang sedangkan pada elektrode Cu terdapat penumpukkan, mengapa demikian?
Karena Logam Zn yang teroksidasi akan larut sambil melepas dua elektron. Sedangkan pada elektrode Cu, ion Cu2+ akan mengambil elektron dari logam tembaga kemudian mengendap di permukaan katode Cu. Cu2+ (aq) + 2e – → Cu (s)
32
Kesimpulan:
Prinsip kerja Sel Volta Prinsip kerja sel Volta adalah pemisahan reaksi redoks menjadi 2 bagian yaitu setengah reaksi oksidasi di anode dan setengah reaksi reduksi di katode. Sewaktu anode dan katode yang diletakkan dalam suatu elektrolit yang dihubungkan oleh kawat, maka elektron akan mengalir dari anode ke katode. Aliran elektron ini adalah arus listrik yang disebabkan karena adanya beda potensial antara anode dan katode yang dapat diketahui dengan Voltmeter. Pada sel Volta digunakan jembatan garam sebagai penetral muatan pada anode dan katode.
Kegiatan 3
Notasi Sel dan Reaksi pada Sel Volta INFORMASI Notasi sel Volta digunakan untuk menggambarkan rangkaian sel Volta dan reaksi redoks yang berlangsung didalamnya dan penulisannya menurut konvensi IUPAC. Beberapa contoh notasi sel Volta: 1. Sel Volta terdiri dari anode Zn dan katode Cu. Di anode Zn teroksidasi menjadi Zn 2+ dan di katode , Cu 2+ tereduksi menjadi padatan Cu. Reaksi sel :
Zn(s) + Cu2+(aq)
Cu(s) + Zn2+(aq)
Notasi sel Volta : Zn (s) | Zn2+(aq) ||
Cu2+(aq) | Cu(s)
2. Suatu sel Volta terdiri dari anode inert Pt dan katode logam Ag. Di anode H 2 teroksidasi menjadi ion H+ dan di katode, Ag + tereduksi menjadi Ag Reaksi sel :
H2(g) + 2Ag+(aq)
Notasi sel Volta :
2H+(aq) + 2Ag(s)
Pt (s) | H2(g) , H+(aq) ||
Ag +(aq) | Ag(s)
3. Suatu sel Volta terdiri dari anode Zn dan katode inert Pt. Di anode Zn teroksidasi menjadi ion Zn 2+ dan di katode, Fe 3+ tereduksi menjadi Fe 2+. Reaksi sel : Zn(s) + 2Fe3+(aq) Notasi sel Volta :
Zn2+(aq) + 2Fe2+(aq)
Zn (s) | Zn2+(aq) ||
Fe3+(aq) , Fe2+(aq) | Pt(s)
33
1.Lengkapi skema berikut dengan pilihan dalam kotak. Anode
Elektrode inert
Batas fase
Jembatan garam
Pemisahan spesi dalam fase yang sama
Katode
Katode
Jembatan garam
Anode
Notasi Sel Volta Zn2+(aq)
Zn(s)
Fe3+(aq) , Fe2+(aq)
Batas fase
Pt(s)
Pemisahan spesi
Elektrode inert
2. Tuliskan notasi sel Volta untuk reaksi – reaksi berikut. a. Sel Volta terdiri dari anode Zn dan katode Ag. Di anode, Zn teroksidasi menjadi Zn 2+ dan di katode, Ag+ tereduksi menjadi padatan Ag.
Reaksi
:
Zn(s) + 2Ag+(aq)
Zn2+(aq) + 2Ag(s)
Notasi Sel Volta : Zn(s) | Zn2+(aq) || 2Ag+(aq) | 2Ag(s)
b. Sel Volta terdiri dari anode Cd dan katode Pt. Di anode, Cd teroksidasi menjadi Cd2+ dan di katode, H+ tereduksi menjadi H2.
Reaksi
c.
:
Cd(s) + 2H+(aq)
Cd2+(aq) + H2(g)
Notasi Sel Volta : Cd(s) | Cd2+(aq) ||
2H+(aq) , H2(s) | Pt
: Mg(s) + Fe3+(aq)
Mg2+(aq) + Fe(s)
Reaksi
Notasi Sel Volta : Mg(s) | Mg2+(aq)
||
Fe3+(aq) | Fe(s)
34
d.
Reaksi Notasi Sel Volta
: Zn (s) + Cl2(g) Zn2+(aq) + 2Cl- (aq) (katode menggunakan elektrode inert Pt) : Zn(s) | Zn2+(aq) || 2Cl- (aq) , Cl2(g) |Pt
3. Berdasarkan notasi sel Volta berikut, tuliskan reaksi selnya. a.
Notasi Sel Volta : H 2(g) Reaksi
b.
d.
:
|| Ag+(aq)
Cu(s) + 2Ag+(aq)
| Ag(s)
Ni2+(aq) | Ni(s)
: Al(s) + Ni2+(aq)
: Mg(s) + Fe2+(aq)
Ag(s)
Cu2+(aq) + Ag2(s)
Notasi Sel Volta : Mg (s) | Mg2+(aq) || Reaksi
|
H+(aq) + Ag(s)
Notasi Sel Volta : Al (s) | Al3+(aq) || Reaksi
Ag+(aq)
||
: H2(g) + Ag+(aq)
Notasi Sel Volta : Cu (s) | Cu2+(aq) Reaksi
c.
| H+(aq)
Al3+(aq) + Ni(s)
Fe2+(aq) | Fe(s)
Mg2+(aq) + Fe(s)
35
