Redoks Spontan

Redoks Spontan A. Tujuan : Untuk mengamati reaksi redoks spontan

B. Teori penunjang Konsep reduksi dan oksidasi (redoks) berdasarkan pengikatan dan pelepasan oksigen, penyerahan dan penerimaan elektron, serta peningkatan dan penurunan bilangan oksidasi. Reaksi reduksi-oksidasi merupakan reaksi yang berlangsung pada proses-proses elektrokimia, yaitu proses kimia yang menghasilkan arus listrik (sel volta) dan proses kimia yang menggunakan arus listrik (sel elektrolisis). Reaksi redoks adalah gabungan dari reaksi reduksi dan reaksi oksidasi yang berlangsung bersamaan. Tidak ada peristiwa pelepasan elektron (reaksi oksidasi) tanpa disertai peristiwa penangkapan elektron (reaksi reduksi). Reaksi redoks dapat berlangsung spontan maupun tidak spontan. Reaksi redoks antara logam dan asam berlangsung spontan bergantung pada mudah atau sukarnya logam itu mengalami oksidasi (kuat atau lemahnya sifat reduktor). Jika logam mempunyai sifat reduktor lebih kuat daripada asam, maka reaksi tersebut dapat dikatakan spontan. Alessandro Volta melakukan eksperimen dan berhasil

menyusun deret keaktifan logam atau deret potensial logam yang dikenal dengan deret Volta. Tabel Potensial Reduksi Standar (E˚)

Jika salah satu logam diatas mengalami oksidasi maka E˚ nya berubah tanda (berkebalikan), karena tabel diatas merupakan tabel potensial reduksi standar. Reaksi redoks spontan dapat menghasilkan energi listrik, sementara reaksi redoks tidak spontan memerlukan energi listrik. Suatu reaksi kimia (termasuk reaksi redoks) yang berlangsung dapat ditandai dengan ciriciri :    

Dihasilkannya endapan Terjadi gelembung Perubahan warna Perubahan suhu.  Reaksi spontan juga disebut sebagai reaksi eksoterm karena reaksi eksoterm adalah reaksi yang disertai dengan berpindahnya kalor(energi) dari sistem ke lingkungannya. Energi yang berpindah ini dapat berupa energi panas(kalor), sehingga menyebabkan suhu menjadi naik.



Reaksi redoks spontan dan tidak spontan ditandai dengan adanya beda potensial sel, apabila :

 Beda potensial sel nya positif (+)  terjadi reaksi spontan atau adanya reaksi yang berlangsung  Beda potensial sel nya negatif (-)  terjadi reaksi tidak spontan  C. Alat dan Bahan 1. 6 tabung reaksi 2. Termometer 3. 15ml larutan CuSO4 0,1 M

4. 15ml larutan ZnSO4 0,1 M 5. 2 buah gelas kimia 50 ml 6. Pipet tetes 2 buah 7. Ampas halus 8. Pinset 1 buah 9. Lempeng Zn(seng), Cu(tembaga) masing-masing 1 buah 10. Lempeng Al(alumunium), Fe(besi) masing-masing 2 buah  D. Cara kerja 1. Siapkan 6 gelas kimia, beri nomor I, II, III, VI, V dan VI 2. Masukkan 5ml larutan CuSO4 0,1 M ke dalam gelas kimia I, II, III 3. Amplas terlebih dahulu semua logam sebelum dimasukkan 4. Masukkan sepotong lempeng logam Zn ke dalam gelas I, lempeng logam Al ke dalam gelas II, dan lempeng logam Fe ke dalam gelas III 5. Ukur suhu awal dan suhu selama reaksi berlangsung 6. Masukkan 5ml larutan ZnSO4 0,1M ke dalam gelas kimia IV, V, VI 7. Masukkan sepotong lempeng logam Cu ke dalam gelas IV, lempeng logam Al ke dalam gelas V, dan lempeng logam Fe ke dalam gelas VI 8. Ukur suhu awal dan suhu selama reaksi berlangsung selama 5 menit 9. Catatlah semua perubahan yang terjadi  E. Data pengamatan  Pengama tan  T  Gelas Kimia

 I (Larutan CuSO4 + Zn)

a w a l

 2 9

 T a k h i r

 3 0

 II (Larutan CuSO4 + Al)

 2 9

 3 0 , 1

 III (Larutan CuSO4 + Fe)

 2 9

 3 0

 Pengamatan lain  Ba ny ak gel em bu ng

 se da ng

 A d a n y a

 Perubah an pada lempeng logam

 Re ak si ki mi a

 warna menjadi hitam

 ek so te r m

g a s  a d a

 ba ny ak

 a d a

 se dik

 a d

 berubah warna (terdapa t garis merah kecoklat an)  serbuk mengen

 ek so te r m  ek so

, 2

 IV (Larutan ZnSO4 + Cu)

 V (Larutan ZnSO4 + Al)

 VI (Larutan ZnSO4 + Fe)

it

 2 9 , 5

 2 9 , 5

 tid ak ad a

 2 9 , 5

 2 9 , 7

 se dik it

 2 9 , 5

 2 9 , 5

 tid ak ad a

a  t i d a k

dap

te r m

 tidak ada

 (-)

 Agak merah kecoklat an

 ek so te r m

 tidak ada

 (-)

a d a  a d a  t i d a k a d a



  Keterangan :  Pengamatan lain berupa adanya asap, gas, dan gelembung  F. Analisis data  Reaksi I  Berdasarkan pengamatan, dapat kita temukan ciri-ciri reaksi redoks spontan diantaranya adanya gelembung (sedang), perubahan warna dan perubahan suhu. Eksoterm di sini diartikan sebagai proses berpindahnya kalor dari sistem (Zn) ke lingkungannya (larutan yang dicelupkan Zn).  Berdasarkan deret volta, logam Zn berada di sebelah kiri Cu. Itu berarti logam Zn mempunyai sifat reduktor lebih kuat dibandingkan logam Cu. Logam Zn mudah mengalami oksidasi (penambahan biloks) karena Zn berada di sebelah kiri Cu. Seperti pada teori di atas, dapat disimpulkan bahwa reaksi I merupakan reaksi spontan.    

Berikut adalah reaksi sel nya CuSO4 + Zn  ZnSO4 + Cu Cu2+ + 2e-  Cu E˚ = + 0,34 V 2+ Zn  Zn + 2e E˚ = + 0,76 V Reaksi Redoks Spontan

 

---------------------------------------------------------------------- + CuSO4 + Zn  ZnSO4 + Cu E˚ = + 1,10 V

  Reaksi II  Berdasarkan pengamatan, dapat kita temukan ciri-ciri reaksi redoks spontan diantaranya adanya gelembung (banyak), perubahan warna dan perubahan suhu. Eksoterm di sini diartikan sebagai proses berpindahnya kalor dari sistem (Al) ke lingkungannya (larutan yang dicelupkan Al).  Berdasarkan deret volta, logam Al berada di sebelah kiri Cu. Itu berarti logam Al mempunyai sifat reduktor lebih kuat dibandingkan logam Cu. Logam Al mudah mengalami oksidasi (penambahan biloks) karena Al berada di sebelah kiri Cu. Seperti pada teori di atas, dapat disimpulkan bahwa reaksi II merupakan reaksi spontan.   Berikut adalah reaksi sel nya    

 CuSO4 + Al  Al2(SO4)3 + Cu Cu + 2e-  Cu x3 E˚ = + 0,34 V 3+ Al  Al + 3e x2 E˚ = + 1,66 V Reaksi Redoks Spontan ---------------------------------------------------------------------- + 3CuSO4 + 2Al  2Al2(SO4)3 + 3Cu E˚ = + 2 V 2+

  Reaksi III  Berdasarkan pengamatan, dapat kita temukan ciri-ciri reaksi redoks spontan diantaranya adanya gelembung (sedikit), perubahan warna dan perubahan suhu. Eksoterm di sini diartikan sebagai proses berpindahnya kalor dari sistem (Fe) ke lingkungannya (larutan yang dicelupkan Fe).  Berdasarkan deret volta, logam Fe berada di sebelah kiri Cu. Itu berarti logam Fe mempunyai sifat reduktor lebih kuat dibandingkan logam Cu. Logam Fe mudah mengalami oksidasi (penambahan biloks) karena Fe berada di sebelah kiri Cu. Seperti pada teori di atas, dapat disimpulkan bahwa reaksi III merupakan reaksi spontan. 

Berikut adalah reaksi sel nya

 CuSO4 + Fe  Fe2(SO4)3 + Cu  Cu2+ + 2e-  Cu x3 E˚ = + 0,34 V  Fe  Fe3+ + 3ex2 E˚ = + 0,44 V Reaksi Redoks Spontan  ---------------------------------------------------------------------- +  3CuSO4 + 2Fe  2Fe2(SO4)3 + 3Cu E˚ = + 0,78 V 

 Reaksi IV  Berdasarkan pengamatan, kita tidak dapat menemukan tanda-tanda adanya reaksi redoks spontan. Walaupun suhu naik, namun tidak dilengkapi dengan tanda-tanda lainnya.  Berdasarkan deret volta, logam Cu berada di sebelah kanan Zn. Itu berarti logam Cu mempunyai sifat reduktor lebih lemah dibandingkan logam Zn. Logam Cu sukar mengalami oksidasi (penambahan biloks) karena Cu berada di sebelah kanan Zn. Seperti pada teori di atas, dapat disimpulkan bahwa reaksi IV merupakan reaksi tidak spontan. 

Berikut adalah reaksi sel nya

 

ZnSO4 + Cu  Cu(SO4) + Zn Zn2+ + 2e-  Zn E˚ = - 0,76 V 2+ Cu  Cu + 2e E˚ = + 0,34 V

 Reaksi Redoks Tidak Spontan

 ---------------------------------------------------------------------- +  ZnSO4 + Cu  Cu(SO4) + Zn E˚ = - 1,10 V    Reaksi V  Berdasarkan pengamatan, dapat kita temukan ciri-ciri reaksi .......  Berdasarkan deret volta, logam Al berada di sebelah kiri Zn. Itu berarti logam Al mempunyai sifat reduktor lebih kuat dibandingkan logam Zn. Logam Al mudah mengalami oksidasi (penambahan biloks) karena Al berada di sebelah kiri Cu. Seperti pada teori di atas, dapat disimpulkan bahwa reaksi V merupakan reaksi spontan. 

Berikut adalah reaksi sel nya

  ZnSO4 + Al  Al2(SO4)3 + Zn  Zn2+ + 2e-  Zn x3 E˚ = - 0,76 V 3+  Al  Al + 3e x2 E˚ = + 1,66 V Reaksi Redoks Spontan  ---------------------------------------------------------------------- +  3ZnSO4 + 2Al  2Fe2(SO4)3 + 3Zn E˚ = + 0,90 V    Reaksi VI  Berdasarkan deret volta, logam Fe berada di sebelah kanan Zn. Itu berarti logam Fe mempunyai sifat reduktor lebih lemah dibandingkan logam Zn. Logam Fe sukar mengalami oksidasi

(penambahan biloks) karena Fe berada di sebelah kanan Zn. Seperti pada teori di atas, dapat disimpulkan bahwa reaksi VI merupakan reaksi tidak spontan.    

Berikut adalah reaksi sel nya ZnSO4 + Fe  Fe2(SO4)3 + Zn Zn2+ + 2e-  Zn x3 3+ Fe  Fe + 3e-

E˚ = - 0,76 V x2

E˚ = +

0,44 V Reaksi Redoks Tidak Spontan  ---------------------------------------------------------------------- +  ZnSO4 + Fe  Fe2(SO4)3 + Zn E˚ = - 0,32 V  G. Pertanyaan 1. Reaksi manakah yang berlangsung spontan? 2. Bagaimana sifat reaksi redoks spontan tersebut, eksoterm atau endoterm?  H. Jawaban 1. Reaksi yang berlangsung spontan adalah reaksi I, II, III, V. Karena keempat reaksi tersebut menghasilkan beda potensial sel nya (+) 2. Sifat reaksi redoks spontan adalah eksoterm, karena pada percobaan diatas telah dibuktikan bahwa reaksi yang berlangsung spontan mengalami kenaikan suhu sehingga dapat dikatakan bahwa energi panas(kalor) berpindah dari sistem ke lingkungannya(eksoterm).  I. Kesimpulan  Dapat kita simpulkan bahwa reaksi redoks spontan akan berlangsung jika logam yang dimasukkan ke dalam larutan CuSO4 dan ZnSO4 berada di sebelah kiri dari larutan tersebut (dilihat dari Cu2+ dan Zn2+), maka reaksi tersebut dapat dikatakan reaksi redoks spontan karena logam mempunyai sifat reduktor lebih kuat(mudah mengalami oksidasi) dibandingkan dengan larutannya. Reaksi redoks spontan juga dapat dilihat dari beda potensial sel nya yaitu bernilai (+), dan perubahan selama reaksi berlangsung. Jika sebaliknya maka reaksi tersebut dikatakan sebagai reaksi redoks tidak spontan.        



Laporan Praktikum Kimia



Sel Elektrokimia 

              Nama :  Nyi Raden Hanissya Putri Nur Fatmi   -XII IPA 5 