1. 0 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) K I M I A SOFIAN ARITONANG,S.Pd KELAS XII SEMESTER GASAL TP 2013/2014 SMAN 1 KUALUH HILIR KABUPATEN LABUHANBATU UTARA 2013 2. 1 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Satuan Pendidikan : SMAN 1 Kualuh Hilir Mata Pelajaran : Kimia Kelas : XII Semester : 1 Jumlah pertemuan : 4 Standar Kompetensi : 1. Menjelaskan sifat-sifat koligatif larutan non-elektrolit dan elektrolit Kompetensi Dasar 1.1 Menjelaskan penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku larutan, dan tekanan osmosis termasuk sifat koligatif larutan. Indikator 1. Menghitung konsentrasi suatu larutan (kemolalan dan fraksi mol) 2. Menjelaskan pengertian sifat koligatif larutan non elektrolit (hukum Roulth) dan larutan elektrolit 3. Menjelaskan pengaruh zat terlarut yang sukar menguap terhadap tekanan uap pelarut 4. Menghitung tekanan uap larutan berdasarkan data percobaan 5. Mengamati penurunan titik beku suatu zat cair akibat penambahan zat terlarut melalui percobaan 6. Menghitung penurunan titik beku larutan elektrolit dan non elektrolit berdasarkan data percobaan 7. Menghitung kenaikan titik didih larutan elektrolit dan non elektrolit berdasarkan data percobaan 8. Menganalisis diagram PT untuk menafsirkan penurunan tekanan uap, penurunan titik beku dan kenaikan titik didih larutan 9. Menjelaskan pengertian osmosis dan tekanan osmosis serta terapannya 10. Menghitung tekanan osmosis larutan elektrolit dan non elektrolit Tujuan Pembelajaran 1. Aspek Kognitif a. Siswa dapat menghitung molaritas larutan. b. Siswa dapat menghitung molalitas larutan. c. Siswa dapat menghitung fraksi mol larutan. d. Siswa dapat menjelaskan pengertian sifat koligatif larutan non elektrolit dan larutan elektrolit. e. Siswa dapat menjelaskan hubungan tekanan uap dengan fraksi mol zat terlarut. f. Siswa dapat mendiskripsikan pengaruh zat terlarut yang sukar menguap terhadap tekanan uap pelarut. g. Siswa dapat menghitung tekanan uap larutan berdasarkan data percobaan. h. Siswa dapat menjelaskan pengaruh zat terlerut yang sukar menguap terhadap titik didih larutan. 3. 2 i. Siswa dapat menghitung kenaikan titik didih larutan non elektrolit dan larutan elektrolit berdasarkan data percobaan. j. Siswa dapat mendiskripsikan pengaruh zat terlarut yang sukar menguap terhadap titik beku larutan. k. Siswa dapat menghitung penurunan titik beku larutan non elektrolit dan elektrolit berdasarkan data percobaan. l. Siswa dapat menganalisis diagram PT untuk menafsirkan penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, dan penurunan titik beku larutan. m. Siswa dapat mendiskripsikan pengertian osmosis dan tekanan osmosis serta terapannya. n. Siswa dapat menghitung tekanan osmosis larutan non elektrolit dan larutan elektrolit. 2. Aspek Afektif a. Siswa memperhatikan penjelasan guru. b. Siswa berperan aktif dalam kegiatan pembelajaran. c. Siswa berperan aktif dalam kegiatan diskusi kelompok. d. Siswa dapat bekerjasama dalam kelompok praktikum. 3. Aspek Psikomotor a. Siswa dapat melakukan praktikum. b. Siswa dapat mengamati hasil praktikum dengan teliti. Materi Pokok 1. Pengertian sifat koligatif larutan Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya bergantung pada konsentrasi zat terlarut dan tidak bergantung pada jenis zat terlarut. Gambar 1.1 Diagram P vs T Apabila suatu pelarut ditambah dengan sedikit zat terlarut (Gambar 1.1), maka akan didapat suatu larutan yang mengalami: 1. Penurunan tekanan uap jenuh 2. Kenaikan titik didih 3. Penurunan titik beku 4. Tekanan osmosis 5. 4. 3 2. Satuan Konsentrasi dalam Sifat Koligatif a. Fraksi Mol Komposisi zat-zat dalam larutan dapat dinyatakan dalam satuan fraksi mol (X). Fraksi mol zat A (XA) menyatakan perbandingan jumlah mol zat A terhadap jumlah mol total zat-zat yang terdapat dalam larutan. Jumlah fraksi mol semua komponen sama dengan satu. b. Kemolalan (Molalitas) Kemolalan (m) didefinisikan sebagai jumlah mol zat terlarut dalam satu kilogram pelarut. Dalam bentuk persamaan dirumuskan sebagai berikut. Keterangan: M = molaritas zat terlarut (M) ni= mol zat terlarut I (mol) V= volume larutan (L) 3. Penurunan Tekanan Uap (P) Kemudahan suatu zat menguap ditentukan oleh kekuatan gaya antarmolekul (tegangan permukaan). Molekul-molekul fasa uap menimbulkan tekanan yang disebut tekanan uap. Hukum Raoult Menurut Roult : p = po . XB keterangan: p : tekanan uap jenuh larutan po : tekanan uap jenuh pelarut murni XB : fraksi mol pelarut Karena XA + XB = 1, maka persamaan di atas dapat diperluas menjadi: P = Po (1 XA) P = Po Po . XA Po P = Po . XA Sehingga : P = po . XA keterangan: P : penuruman tekanan uap jenuh pelarut po : tekanan uap pelarut murni XA : fraksi mol zat terlarut 4. Kenaikan Titik Didih atau Keterangan: M = molaritas zat terlarut (M) w = massa zat terlarut (gram) Mm = massa molar zat terlarut (g/mol) V = volum larutan (mL) 5. 4 Adanya penurunan tekanan uap jenuh mengakibatkan titik didih larutan lebih tinggi dari titik didih pelarut murni. Untuk larutan non elektrolit kenaikan titik didih dinyatakan dengan: Tb = m . Kb keterangan: Tb = kenaikan titik didih (o C) m = molalitas larutan Kb = tetapan kenaikan titik didihmolal (W menyatakan massa zat terlarut), maka kenaikan titik didih larutan dapat dinayatakan sebagai: Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik didih larutan dinyatakan sebagai : Tb = (100 + Tb) o C 5. Penurunan Titik Beku Untuk penurunan titik beku persamaannya dinyatakan sebagai: Tf = penurunan titik beku m = molalitas larutan Kf = tetapan penurunan titik beku molal W = massa zat terlarut Mr = massa molekul relatif zat terlarut p = massa pelarut Apabila pelarutnya air dan tekanan udara 1 atm, maka titik beku larutannya dinyatakan sebagai: Tf = (O Tf)o C Sama seperti kenaikan titik didih, penurunan titik beku larutan dapat digunakan untuk menentukan massa molekul relatif zat terlarut. 6. 5 6. Tekanan Osmosis Tekanan osmosis adalah tekanan yang diberikan pada larutan yang dapat menghentikan perpindahan molekul-molekul pelarut ke dalam larutan melalui membran semi permeabel (proses osmosis) seperti ditunjukkan pada Gambar 1.2. Menurut Vant hoff tekanan osmosis mengikuti hukum gas ideal: PV = nRT Karena tekanan osmosis = , maka : = tekanan osmosis (atmosfir) C = konsentrasi larutan (M) R = tetapan gas universal. = 0,082 L.atm/mol K T = suhu mutlak (K) Aktivitas Pembelajaran Pertemuan 1 Metode : Diskusi Pendekatan : Konsep No Kegiatan Aktivitas Alokasi waktu Nilai Budaya dan Karakter 1. Pembukaan a. Guru mengucapkan salam b. Guru mengabsen kehadiran peserta didik c. Apersepsi : Tahukah kalian apa itu menguap?berikan contoh dari menguap tersebut 5 menit Kereligiusan Kesopanan Kedisiplinan Komunikatif Keingintahuan Kerja keras 2. Kegiatan Inti Eksplorasi : a. Peserta didik duduk berkelompok dimana setiap kelompoknya terdiri dari 5 orang. Kelompok ini disebut kelompok asal. Setiap kelompok asal diberi 5 topik, yaitu: 1. Pengertian sifat koligatif 2. Konsentrasi dalam koligatif 3. Tekanan uap 4. Penurunan tekanan uap 5. Menghitung tekanan uap berdasarkan data percobaan Setiap peserta didik dalam kelompok asal memilih topik yang menjadi tugasnya. 80 menit Kemandirian Percaya diri Kerja keras 7. 6 b. Setiap peserta didik dikelompok asal yang akan membahas topik yang sama berkumpul dikelompok topik yang sama. Yang disebut kelompok ahli. Elaborasi: c. Disetiap kelompok ahli, peserta didik berdiskusi untuk membahas topik yang menjadi tugasnya. Jadi, setiap kelompok ahli membahas topik yang berbeda. d. Guru bertugas sebagai motivator, fasilitator dan narasumber. e. Setelah berdiskusi di kelompok ahli, masing- masing peserta didik kembali ke kelompok asal untuk menyampaikan hasil diskusinya kepada kelompok asal. f. Dikelompok asal peserta didik saling membelajarkan, sehingga seluruh anggota kelompok asal dapat memahami semua topik. Dan menuliskan hasil diskusinya. g. Beberapa kelompok asal memaparkan hasil diskusi dalam kelompoknya. Konfirmasi: h. Kelompok lain memberikan tanggapan. i. Peserta didik memperoleh penguatan konsep dari guru tentang hasil diskusi mengenai sifat koligatif larutan. Kemandirian Kerja keras Menghargai pendapat Tenggang rasa Keingintahuan Keingintahuan Menghargai pendapat Percaya diri Percaya diri Kerjasama Tanggung jawab Percaya diri Kemandirian Mengharai pendapat Keingintahuan Bersahabat 3. Penutup a. Peserta didik ditugaskan mengerjakan soal yang telah disediakan guru. (Peserta didik dibagikan lembar soal latihan). b. Guru mengucapkan salam. 5 menit Kerja keras Bersahabat Kereligius 8. 7 Pertemuan kedua Metode : Eksperimen dan Diskusi Pendekatan : Keterampilan Proses No Kegiatan Aktivitas Alokasi waktu Nilai Budaya dan Karakter 1. Pembukaan a. Salam dan doa b. Guru mengabsen kehadiran peserta didik c. Apresepsi : Apa sifat koligatif larutan itu? Coba berikan contonhnya dalam kehidupan sehari-hari! d. Motivasi : Pernahkan kalian menyantap es putar? Tahukah kalian bahwa es putar dibuat tanpa menggunakan mesin pendingin? Bagaimana cara membekukannya? 5 menit Kereligiusan Kesopanan Kedisiplinan Komunikatif Keingintahuan Kerja keras 2. Kegiatan Inti Eksplorasi: a. Guru memberikan arahan kepada peserta didik. Elaborasi: b. Peserta didik melakukan praktikum mengenai penurunan titik beku secara berkelompok (Kelompok terdiri dari 5 orang pada setiap kelompoknya). c. Pada saat peserta didik praktikum, guru membimbing dan berkeliling memeriksa pekerjaan peserta didik. d. Setelah semua peserta didik selesai melakukan praktikum, peserta didik dibimbing untuk mendiskusikan hasil eksperimennya. e. Pada proses diskusi, peserta didik dibimbing dengan diberikannya beberapa pertanyaan, seperti: 65 menit Keingintahuan Kemandirian Percaya diri Kerja keras Kemandirian Kerja keras Kerjasama Menghargai pendapat Tenggang rasa Keingintahuan Keingintahuan Kerja keras 9. 8 - Bagaimana pengaruh adanya zat terlarut terhadap titik beku? - Bagaimana pengaruh komposisi larutan terhadap penurunan titik beku? - Sesuai pengertian sifat koligatif larutan, kalau ada 1 molal larutan gula dengan 1 molal larutan urea, apakah penurunan titik bekunya sama? - Bagaimana kalau 1 molal larutan gula dengan larutan yang berisi 0,5 molal gula dan 0,5 molal urea, bagaimana penurunan titik beku kedua larutan? - Mengapa adanya zat terlarut mengakibatkan penurunan titik beku? Konfirmasi: f. Peserta didik menyimpulkan hasil kegiatan pembelajaran yang telah dilakukan. Tanggung jawab Kemandirian 3. Penutup a. Peserta didik ditugaskan mengerjakan soal yang telah disediakan guru. (Peserta didik dibagikan lembar soal latihan). b. Peserta didik diberi arahan untuk belajar materi pada pertemuan selanjutnya c. Guru mengucapkan salam. 20 menit Kerja keras Kingintahuan Bersahabat 10. 9 Pertemuan ketiga Metode : Diskusi informasi Pendekatan : Konsep No Kegiatan Aktivitas Alokasi waktu Nilai Budaya dan Karakter 1. Pembukaan a. Salam dan doa b. Guru mengabsen kehadiran peserta didik c. Apresepsi : Masih ingatkah kalian bagaimana air mendidih? Mengapa terjadi seperti itu? Apakah semua Larutan mendidih di titik didih yang sama? d. Motivasi : Mengapa dalam memasak sayur bumbunya dimasukkan setelah air Mendidih? 5 menit Kereligiusan Kesopanan Kedisiplinan Komunikatif Keingintahuan Kerja keras 2. Kegiatan Inti Eksplorasi: a. Guru memberikan pertanyaan untuk mengetahui pengetahuan awal peserta didik. Elaborasi: b. Peserta didik dengan bimbingan guru mendiskusikan tentang titik didih. Kolaborasi: c. Peserta didik dibimbing untuk menyimpulkan hasil kegiatan pembelajaran yang telah dilakukan. d. Peserta didik memperoleh penguatan konsep dari Guru tentang kenaikan titik didih. Keingintahuan Kemandirian Percaya diri Kerja keras Kemandirian Kerja keras Menghargai pendapat Keingintahuan Kemandirian Kerja keras 80 menit 3. Penutup a. Peserta didik ditugaskan mengerjakan soal yang telah disediakan Guru. Guru mengucapkan salam. 5 menit Kingintahuan Kerja keras Kemandirian 11. 10 Pertemuan Keempat Metode : Diskusi informasi Pendekatan : Konsep No Kegiatan Aktivitas Alokasi waktu Nilai Budaya dan Karakter 1. Pembukaan a. Salam dan doa b. Guru mengabsen kehadiran peserta didik c. Apresiasi : Mengingat kembali pertemuan sebelumnya. d. Motivasi : mengapa air kelapa yang tumbuh dipantai rasanya tidak asin? 5 menit Kereligiusan Kesopanan Kedisiplinan Keingintahuan Kerja keras Keingintahuan 2. Kegiatan Inti Eksplorasi: e. Guru memberikan pertanyaan untuk mengetahui pengetahuan awal peserta didik. Elaborasi: f. Peserta didik dengan bimbingan guru mendiskusikan informasi diagram PT dan tekanan osmosis Kolaborasi: g. Peserta didik dibimbing untuk menyimpulkan hasil kegiatan pembelajaran yang telah dilakukan. h. Peserta didik memperoleh penguatan konsep dari Guru tentang kenaikan titik didih. Keingintahuan Kemandirian Percaya diri Kerja keras Kemandirian Kerja keras Menghargai pendapat Keingintahuan Kemandirian Kerja keras 80 menit 3. Penutup Peserta didik ditugaskan mengerjakan soal yang telah disediakan Guru. Guru mengucapkan salam. 5 menit Kingintahuan Kerja keras Kemandirian 12. 11 Sumber: BNSP. (2006). Silabus Mata Pelajaran Kimia. Jakarta: Depdiknas Purba, Michael. (2006). Kimia Untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga. 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 Alat 1. Buku Kimia 2. Whiteboard, Spidol, dan Penghapus 3. LCD dan Laptop 4. Alat dan bahan untuk praktikum 5. Lembar kerja siswa Evaluasi 1. Aspek Afektif Penilaian dilakukan melalui dua bentuk, tes dan non tes. a. Bentuk Non Tes i. Teknik penilaian: observasi ii. Bentuk intrumen: skala lajuan iii. Instrumen penilaian: Lembar Pengamatan Penilaian Afektif peserta didik No Nama Kehadiran Kemampuan berpendapat Kemampuan bertanya Ketepatan menjawab Rata-rata Keterangan: Skala lajuan tersebut diisi dengan menuliskan angka 1 sampai dengan 5 sesuai kriteria berikut: 13. 12 1. Sangat baik (A) 4. Kurang (D) 2. Baik (B) 5. Sangat kurang (E) 3. Cukup (C) b. Bentuk Tes Penilaian terhadap sikap peserta didik dalam memperhatikan penjelasan guru. i. Teknik penilaian: post test ii. Bentuk instrumen penilaian: soal non tertulis. 2. Aspek Psikomotor: Bentuk Non Tes i. Teknik penilaian: observasi ii. Bentuk intrumen: skala lajuan iii. Instrumen penilaian: lembar observasi No. Aspek yang diamati Skala nilai Skor 5 4 3 2 1 1. Cara menyiapkan alat 2. Cara menggunakan alat 3. Cara menyiapkan bahan 4. Cara melakukan pengujian 5. Cara mengamati perubahan yang terjadi 6. Kebenaran menarik kesimpulan Skor total iv. Jumlah skor maksimal = 30 v. Nilai = 30 100 vi. Kriteria penilaian: No Nilai Kuantitatif Nilai Kualitatif Keterangan 1. 86 A Sangat baik 2. 76 < nilai < 86 B Baik 3. 60 < nilai < 76 C Cukup 4. 46 < nilai < 60 D Kurang 5. < 46 E Sangat kurang 3. 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. 14. 13 Mengetahui, Kampung Mesjid, Juli 2013-10-18 Kepala SMAN 1 Kualuh Hilir Guru Mata Pelajaran H.TEHEGO LOMBU,S.Pd SOFIAN ARITONANG,S.Pd NIP. 19600917 198303 1 008 NIM.19820611 200903 1 004 15. 14 LAMPIRAN LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK Menentukan Penurunan Titik Beku Larutan A. Tujuan Menghitung penurunan titik beku larutan elektrolit dan larutan non elektrolit B. Alat dan Bahan 1. Alat a. Gelas kimia 1000 mL 1 buah b. Tabung reaksi 3 buah c. Batang pengaduk 1 buah d. Termometer 2 buah 2. Bahan a. Air 12 mL b. Urea 0,12 gram c. Gula pasir 0,68 gram d. Es batu secukupnya e. Garam dapur secukupnya C. Langkah Kerja 1. Timbang 0,12 gram urea dan larutkan dalam 4 mL air, dan timbang 0,68 gram gula pasir larutkan pula dalam 4 mL air. 2. Siapkan 3 buah tabung reaksi. Tabung I diisi dengan 4 ml air , tabung II diisi dengan 4 mL larutan urea 0,5 molal dan tabung III diisi dengan 4 mL larutan gula 0,5 molal. 3. Siapkan gelas kimia 1000 mL, isi dengan bongkahan es batu sampai 3/4 gelas lalu taburkan beberapa sendok makan garam dapur. 4. Ketiga tabung dimasukkan ke dalam gelas kimia. Amati penurunan suhunya dan catat suhu konstannya. 5. Buat Tabel pengamatannya. D. Pertanyaan 1. Berapakah titik beku pelarut murni pada percobaan di atas? 2. Tabung II berisi 0,5 molal larutan urea dan tabung III berisi 0,5 molal larutan gula, bagaimana pengaruh zat terlarut pada titik beku ? Jelaskan. 3. Berikan kesimpulan dari percobaan di atas. 16. 15 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Satuan Pendidikan : SMAN1 Kualuh Hilir Mata Pelajaran : Kimia Kelas : XII Semester : 1 Jumlah pertemuan : 2 Standar Kompetensi : 1. Menjelaskan sifat-sifat koligatif larutan non-elektrolit dan elektrolit Kompetensi Dasar 1.2 Membandingkan antara sifat koligatif larutan non elektrolit dengan sifat koligatif larutan elektrolit yang konsentrasinya sama berdasarkan data percobaan. Indikator Menganalisis data percobaan untuk membandingkan sifat koligatif larutan non elektrolit dan elektrolit yang konsentrasinya sama. Tujuan Pembelajaran: Setelah mempelajari materi ini, diharapkan peserta didik dapat: 1. Melakukan percobaan sifat koligatif larutan. 2. Membandingkan sifat koligatif larutan non elektrolit dan elektrolit yang konsentrasinya sama dari data percobaan. Materi Pembelajaran Zat elektrolit jika dilarutkan akan terionisasi menjadi ion-ion yang merupakan partikel-partikel di dalam larutan ini. Hal ini menyebabkan jumlah partikel pada satu mol larutan elektrolit lebih banyak daripada larutan nonelektrolit. Misalnya, larutan nonelektrolit C6H12O6, jika dimasukkan ke 17. 16 dalam air menghasilkan 1 mol partikel, sehingga larutan C6H12O6 1 M akan membeku pada suhu 1,86 C di bawah titik beku air murni, sedangkan 1 mol larutan elektrolit NaCl mengandung 2 mol partikel, yaitu 1 mol Na+ dan 1 mol Cl . Larutan NaCl 1 M sebenarnya mengandung 1 mol partikel per 1.000 gram air, secara teoretis akan menurunkan titik beku 2 1,86 C = 3,72 C. Sedangkan larutan CaCl2 1 M mempunyai 3 mol ion per 1.000 g air, secara teoretis akan menurunkan titik beku tiga kali lebih besar dibandingkan larutan C6H12O6 1 M. Banyak ion yang dihasilkan dari zat elektrolit tergantung pada derajat ionisasinya (). Larutan elektrolit kuat mempunyai derajat ionisasi lebih besar daripada larutan elektrolit lemah, yaitu mendekati satu untuk larutan elektrolit kuat dan mendekati nol untuk larutan elektrolit lemah. Derajat ionisasi dirumuskan sebagai berikut. = Menurut Vant Hoff, i = 1 + (n 1) = 18. 17 Aktivitas Pembelajaran Pertemuan Pertama Metode : Praktikum Pendekatan : Ketrampilan proses No Kegiatan Aktivitas Alokasi waktu Nilai Budaya dan Karakter 1. Pembukaan e. Salam dan doa f. Guru mengabsen kehadiran peserta didik g. Apersepsi: Guru mengingatkan kembali tentang materi penurunan tekanan uap dan kenaikan titik didih larutan serta kaitannya dengan kehidupan sehari-hari. 5 menit Kereligiusan Kesopanan Kedisiplinan Keingintahuan Kerja keras 19. 18 h. Motivasi: Guru menanyakan Adakah perbedaan sifat koligatif larutan non elektrolit dengan larutan elektrolit? Jika ada, bagaimanakah perbedaan sifat koligatif larutan non elektrolit dengan sifat koligatif larutan elektrolit yang konsentrasinya sama berdasarkan data percobaan? Keingintahuan Kerja keras 2. Kegiatan Inti Eksplorasi: i. Guru menyampaikan tentang prosedur yang dilakukan peserta didik untuk melakukan percobaan sifat koligatif larutan, yaitu: kenaikan titik didih larutan non elektrolit dan larutan elektrolit yang konsentrasinya sama. Elaborasi j. Guru membagi peserta didik menjadi beberapa kelompok untuk melakukan percobaan. Konfirmasi k. Peserta didik menuliskan dan menyimpulkan hasil percobaan sifat koligatif larutan, yaitu: kenaikan titik didih larutan non elektrolit Keingintahuan Kemandirian Kerja keras Kerja sama Menghargai pendapat Keingintahuan Kemandirian Kerja keras 80 menit 20. 19 dan larutan elektrolit yang konsentrasinya sama. 3. Penutup a. Peserta didik ditugaskan mengerjakan soal yang telah disediakan dan membuat laporan praktikum. b. Guru mengucapkan salam. 5 menit Kingintahuan Kerja keras Kemandirian Pertemuan Kedua Metode : Diskusi informasi Pendekatan : Konsep No Kegiatan Aktivitas Alokasi waktu Nilai Budaya dan Karakter 1. Pembukaan a. Salam dan doa b. Guru mengabsen kehadiran peserta didik c. Apersepsi: Guru mengingatkan kembali tentang penurunan titik beku larutan dan tekanan osmotik yang dikaitkan dengan kehidupan sehari-hari. 5 menit Kereligiusan Kesopanan Kedisiplinan Keingintahuan Kerja keras 2. Kegiatan Eksplorasi: 21. 20 Inti a. Guru memberikan pertanyaan untuk mengetahui pengetahuan awal peserta didik. Elaborasi b. Peserta didik mengerjakan soal secara berkelompok dengan menggunakan model TGT. Konfirmasi c. Peserta didik menyimpulkan hasil diskusi. 80 menit Keingintahuan Kerja sama Kerja keras Keingintahuan Kemandirian Kerja keras 3. Penutup a. Peserta didik ditugaskan mengerjakan soal yang telah disediakan dan membuat laporan praktikum. b. Guru mengucapkan salam. 5 menit Kingintahuan Kerja keras Kemandirian Alat dan Alat : Buku kimia SMA, LCD dan laptop, white board, spidol, penghapus Sumber Belajar 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 22. 21 Wening Sukmanawati. 2009. Kimia 3: Untuk SMA dan MA Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional) Penilaian 4. Aspek Afektif Penilaian dilakukan melalui dua bentuk, tes dan non tes. b. Bentuk Non Tes i. Teknik penilaian: observasi ii. Bentuk intrumen: skala lajuan iii. Instrumen penilaian: Lembar Pengamatan Penilaian Afektif peserta didik No Nama Kehadiran Kemampuan berpendapat Kemampuan bertanya Ketepatan menjawab Rata-rata Keterangan: Skala lajuan tersebut diisi dengan menuliskan angka 1 sampai dengan 5 sesuai kriteria berikut: 4. Sangat baik (A) 4. Kurang (D) 5. Baik (B) 5. Sangat kurang (E) 6. Cukup (C) c. Bentuk Tes Penilaian terhadap sikap peserta didik dalam memperhatikan penjelasan guru. i. Teknik penilaian: post test 23. 22 ii. Bentuk instrumen penilaian: soal non tertulis. 5. Aspek Psikomotor: Bentuk Non Tes vii. Teknik penilaian: observasi viii. Bentuk intrumen: skala lajuan ix. Instrumen penilaian: lembar observasi No. Aspek yang diamati Skala nilai Skor 5 4 3 2 1 1. Cara menyiapkan alat 2. Cara menggunakan alat 3. Cara menyiapkan bahan 4. Cara melakukan pengujian 5. Cara mengamati perubahan yang terjadi 6. Kebenaran menarik kesimpulan Skor total x. Jumlah skor maksimal = 30 xi. Nilai = 30 100 xii. Kriteria penilaian: No Nilai Kuantitatif Nilai Kualitatif Keterangan 1. 86 A Sangat baik 2. 76 < nilai < 86 B Baik 3. 60 < nilai < 76 C Cukup 4. 46 < nilai < 60 D Kurang 5. < 46 E Sangat kurang 6. Aspek kognitif: a. Teknik Penilaian : Ulangan harian b. Bentuk Penilaian: Soal objektif, benar salah, dan uraian. c. Instrumen penilaian: terlampir 24. 23 d. Tindak Lanjut : Bagi peserta didik yang telah mencapai KKM diberikan pengayaan sedangkan bagi peserta didik yang belum mencapai KKM diberikan remedial. Mengetahui, Kampung Mesjid, Juli 2013 Kepala Sekolah SMAN1 Kualuh Hilir Guru Mata Pelajaran H.TEHEGO LOMBU,S.Pd SOFIAN ARITONANG,S.Pd NIP. 19600917 198303 1 008 NIP 19820611 200903 1 004 LAMPIRAN Tugas individu: 1. Apa berbedaan sifat koligatif larutan non elektrolit dan larutan elektrolit? 2. Apakah yang menyebabkan titik didih larutan lebih tinggi dari pada titik didih pelarut murni? Tugas diskusi kelompok: Diskusikan dengan kelompokmu kalian, mengapa di negara-negara yang mempunyai musim dingin, untuk air radiator pada mobilnya ditambah dengan zat anti beku? Apa fungsi dari zat anti beku tersebut? Untuk di negara Indonesia yang beriklim tropis, perlukah penambahan zat anti beku pada air radiator? Jelaskan! 25. 24 LEMBAR KEGIATAN PESERTA DIDIK Tujuan: untuk mengetahui pengaruh zat terlarut terhadap titik didih larutan Alat dan Bahan: 1. Beker kaca 250 mL 3 buah 2. Pembakar spirtus/ bunsen 3. Timbangan 4. Termometer (skala 50-200C) 5. Akuades/ air murni 6. Larutan NaCl 1 molal dan 5 molal 7. Larutan gula 1 molal dan 5 molal Cara Kerja: 1. Memasukkan 100 gram akuades ke dalam beker, didihkan dan catat pada saat suhu air mendidih. 2. Siapkan 2 beker kaca. Masukkan 100 gram larutan NaCl 1 molal beker kaca A, dan 100 gram larutan gula 1 molal beker kaca B. 3. Ulangi langkah kerja no. 2 diatas, ganti larutan NaCl 1 molal dengan 5 molal dan larutan gula 1 molal larutan gula 1 molal dengan 5 molal. 4. Tulis hasil pengamatan kalian pada lembar tugas. Hasil Pengamatan: No. Larutan Titik Didih Larutan (C) 1. Akuades 2. Larutan NaCl 1 molal 3. Larutan NaCl 5 molal 4. Larutan gula 1 molal 5. Larutan gula 5 molal Kesimpulan: ......................... 26. 25 LEMBAR KEGIATAN PESERTA DIDIK Tujuan: untuk mengetahui pengaruh zat terlarut terhadap titik beku larutan Alat dan Bahan: 1. Termometer 2. Tabung reaksi dan rak tabung reaksi 3. Gelas kimia plastik 4. Batang pengaduk kaca 5. Sendok makan 6. Es batu dan garam dapur kasar (untuk campuran pendingin) 7. Akuades 8. Larutan urea 1 molal dan 3 molal 9. Larutan NaCl 1 molal dan 3 molal Cara Kerja: 1. Masukkan butiran-butiran kecil es ke dalam gelas kimia sampai kira-kira tiga perempatnya. 2. Tambahkan 8 sendok garam dapur, kemudian aduk dengan sendok tersebut. Campuran ini digunakan sebagai pendingin. 3. Isi tabung reaksi dengan akuades, kira-kira setinggi 4 cm. 4. Masukkan tabung reaksi tersebut ke dalam gelas kimia yang berisi campuran pendingin. 5. Aduk campuran pendingin. 6. Masukkan batang pengaduk ke dalam tabung reaksi dan gerakkan pengaduk itu turun naik dalam air sampai air dalam tabung reaksi membeku seluruhnya. 7. Keluarkan tabung reaksi dari campuran pendingin dan biarkan es dalam tabung reaksi meleleh sebagian. 8. Ganti pengaduk dengan termometer. 9. Dengan hati-hati, aduklah campuran dalam tabung reaksi dengan termometer secara turun naik. 10. Bacalah termometer dan catat temperaturnya. 27. 26 11. Ulangi langkah 3-10 dengan menggunakan larutan urea 1 molal dan 3 molal, serta larutan NaCl 1 molal dan 3 molal sebagai pengganti air. (Jika es dalam gelas kimia sudah banyak yang mencair, buat lagi campuran pendingin seperti diatas). Hasil Pengamatan: Titik beku akuades: ....................... C No. Larutan Selisih Titik Beku Air dengan Titik Beku Larutan Zat terlarut Kemolalan Titik beku (C) 1. Urea 1 m 2. Urea 3 m 3. NaCl 1 m 4. NaCl 3 m Kesimpulan: ............................. 28. 27 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Satuan Pendidikan : SMAN1 Kualuh Hilir Mata Pelajaran : Kimia Kelas : XII Semester : 1 Jumlah pertemuan : 4 Standar Kompetensi : 2. Menerapkan konsep reaksi oksidasi-reduksi dan elektrokimia dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari. Kompetensi Dasar 2.1. Menerapkan konsep reaksi oksidasi - reduksi dalam sistem elektrokimia yang melibatkan energi listrik dan kegunaannya dalam mencegah korosi dan dalam industri. Indikator 1. Menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi 2. Menyetarakan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi (PBO) 3. Menyimpulkan ciri-ciri reaksi redoks yang berlangsung secara spontan melalui percobaan 4. Menggambarkan susunan sel volta atau sel galvani dan menjelaskan fungsi setiap bagiannya 5. Menjelaskan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel volta 6. Menuliskan lambang sel dan reaksi-reaksi yang terjadi pada sel volta 7. Menghitung potensal sel berdasarkan data potensial standar 8. Menjelaskan prinsip kerja sel volta yang banyak digunakan dalam kehidupan (baterai, aki, dll) 29. 28 Tujuan Pembelajaran 1. Peserta didik dapat menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi 2. Peserta didik dapat menyetarakan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi (PBO) 3. Peserta didik dapat menyimpulkan ciri-ciri reaksi redoks yang berlangsung secara spontan melalui percobaan 4. Peserta didik dapat menggambarkan susunan sel volta atau sel galvani dan menjelaskan fungsi setiap bagiannya 5. Peserta didik dapat menjelaskan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel volta 6. Peserta didik dapat menuliskan lambang sel dan reaksi-reaksi yang terjadi pada sel volta 7. Peserta didik dapat menghitung potensal sel berdasarkan data potensial standar 8. Peserta didik dapat menjelaskan prinsip kerja sel volta yang banyak digunakan dalam kehidupan (baterai, aki, dll) Materi Pembelajaran 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 : 30. 29 penentuan reaksi redoks di atas berdasarkan penerimaan/pelepasan oksigen. Fe2O3 menjadi Fe merupakan reaksi reduksi karena melepas oksigen. Sedangkan CO menjadi CO2merupakan 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. Cuba 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 mula2 biloksnya = 0 menjadi = +2 sehingga dapat digolongkan reaksi oksidasi 31. 30 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 masing2 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 elektronsedangkan 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 0ksidasi (biloks)nya bertambah berarti mengalami reaksi oksidasi sedangkan unsur yang bilangan oksidasi (biloks)nya berkurang merupakan reaksi reduksi. Untuk menentukan biloks ada aturan/patokannya. 32. 31 PATOKAN penentuan Bilangan Oksidasi (Biloks) 1. Biloks atom dalam unsur tunggal = 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+ Langkah 3: Menentukan jumlah penurunan bilangan oksidasi dari oksidator dan jumlah pertambahan bilangan oksidasi dari reduktor. +2 +7 +3 +2 33. 32 Fe2+ + MnO4 - Fe3+ + Mn2+ Langkah 4: Menyamakan jumlah perubahan bilangan oksidasi tersebut dengan memberi koefisien yang sesuai Fe2+ + MnO4 - Fe3+ + Mn2+ 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) Sel Volta Prisip dasar dari sel volta ditunjukkan pada gambar di bawah ini. +3+2 +7 +2 Naik 1 +1 Turun 5 +3+2 +7 +2 (Naik 1)(x5) +1 (Turun 5)(x1) 34. 33 Logam zink (Zn) dicelupkan ke dalam larutan yang mengandung ion Zn2+ (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 35. 34 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 36. 35 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 (Eo sel )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) Eo sel = Eo katode Eo anode Katode adalah elektrode yang mempunyai harga Eo lebih besar (lebih positif), sedangkan anode adalah elektrode yang mempunyai Eo lebih kecil (lebih negatif) 37. 36 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 (Eo redoks). Bila Eo redoks > 0 (positif), maka reaksi dapat berlangsung spontan, sedangkan bila Eo redoks < 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. 38. 37 Pertemuan 3: Model : CTL Langkah-Langkah Pembelajaran No Kegiatan Kegiatan Guru Alokasi Waktu Nilai Budaya dan Karakter 1 Pembukaan Membuka pelajaran dengan memberi salam, berdoa, mengecek kehadiran, mempersiapkan Peserta didik untuk menerima pelajaran Apersepsi - Pernahkah kalian melihat besi yang berkarat? - Mengapa besi bisa berkarat? Pada pertemuan kali ini kita akan mempelajari reaksi redoks 5 menit Kereligiusan Kesopanan Kedisiplinan Keingintahuan Kerja keras Kemandirian Keingintahuan Kegiatan inti Pertemuan I Metode : Diskusi informasi Pendekatan : Konsep Eksplorasi: Peserta didik dibimbing oleh guru untuk menemukan pengertian reaksi redoks. 60 menit Keingntahuan Ketekunan 39. 38 Guru memberikan informasi bagaimana cara menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi (ion elektron). Elaborasi: Peserta didik berdiskusi. Guru memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk mengerjakan latihan soal-soal. Konfirmasi: Peserta didik menyimpulkan pembelajaran dengan bimbingan guru. Pertemuan II Metode : Diskusi informasi Pendekatan : Konsep Eksplorasi: Guru mempersilahkan peserta didik untuk membaca materi penyetaraan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi (PBO). Guru memberikan informasi bagaimana cara menyetarakan reaksi redoks 60 menit Kerja keras Menghargai orang lain Kerja sama Percaya diri Kerja keras Tanggung jawab Keingntahuan Ketekunan Kerja keras Menghargai 40. 39 dengan cara perubahan bilangan oksidasi (PBO). Elaborasi: Peserta didik dibimbing oleh Guru untuk berdiskusi. Guru memberikan kesempatan kepada peserta didik untuk mengerjakan latihan soal-soal. Konfirmasi: Peserta didik menyimpulkan pembelajaran dengan bimbingan guru. Pertemuan III Metode : percobaan Pendekatan: Ketrampilan proses Eksplorasi: Menjelaskan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel volta Elaborasi Peseerta didik melakukan percobaan dan diskusi kelas untuk menjelaskan sel volta sesuai dengan LKPD orang lain Kerja sama Percaya diri Kerja keras Kemandirian Tanggung jawab Keingntahuan Ketekunan Kerja keras Kerja sama Kejujuran 41. 40 Konfirmasi: Menyimpulkan tentang hal-hal yang telah dipelajari Pertemuan IV Metode : Diskusi informasi Pendekatan : Konsep Eksplorasi: Menerapkan konsep reaksi redoks dalam sistem elektrokimia yang melibatkan energi listrik dan kegunaannya dalam mencegah korosi dan dalam industri Elaborasi Melakukan diskusi kelas untuk membahas potensial elektrode, sesuai dengan LKPD Konfirmasi: Menyimpulkan tentang hal-hal yang telah dipelajari Percaya diri Kerja keras Keingntahuan Ketekunan Kerja keras Kerja sama Tenggang rasa Percaya diri Kerja keras Penutup Menutup pelajaran - Rangkuman - Tugas yang harus dikerjakan di rumah 15 menit Menghargai orang lain Sumber 42. 41 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) Alat LCD, laptop, papan tulis, LKS, buku kimia XII. Penilaian 7. Aspek Afektif iii. Teknik penilaian: observasi iv. Bentuk intrumen: skala lajuan v. Instrumen penilaian: Lembar Pengamatan Penilaian Afektif peserta didik No Nama Kehadiran Kemampuan berpendapat Kemampuan bertanya Ketepatan menjawab Rata-rata 43. 42 Keterangan: Skala lajuan tersebut diisi dengan menuliskan angka 1 sampai dengan 5 sesuai kriteria berikut: 7. Sangat baik (A) 4. Kurang (D) 8. Baik (B) 5. Sangat kurang (E) 9. Cukup (C) 8. 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. Mengetahui, Kampung Mesjid, Juli 2013 Kepala Sekolah SMAN1 Kualuh Hilir Guru Mata Pelajaran H.TEHEGO LOMBU,S.Pd SOFIAN ARITONANG,S.Pd NIP. 19600917 198303 1 008 NIP 19820611 200903 1 004 44. 43 LAMPIRAN Instrumen Diskusi No Indikator/ Tujuan Pembelajaran Butir Soal Kunci Jawaban Bobot Nilai 1. Menjelaskan pengertian reaksi redoks 1. Apa yang dimaksud dengan reaksi redoks, jelaskan! 1. Reaksi redoks yaitu reaksi yang disertai dengan perubahan bilangan oksidasi. Setiap reaksi redoks terdiri dari reaksi oksidasi dan reaksi reduksi. Reduksi adalah penurunan bilangan oksidasi, sedangkan oksidasi yaitu penaikan bilangan oksidasi. 5 2. menerangkan perbedaan antara reaksi oksidasi dan reaksi reduksi 1. Sebutkan beberapa perbedaan antara reaksi oksidasi dan reaksi reduksi! - Reaksi oksidasi : Penangkapan oksigen, Pelepasan elektron, Bilangan oksidasi naik - Reaksi reduksi : Pelepasan oksigen, Penangkapan elektron, Bilangan 10 - 45. 44 oksidasi turun 3. Menyetaraka n persamaan reaksi redoks dengan perubahan bilangan oksidasi (PBO) 1. MnO + PbO2 MnO4 + Pb2+ (suasana asam) 2. MnO4 + H2C2O4 Mn2+ + CO2 3. MnO4 - + Cl- Mn2+ + Cl2 (suasana asam) 4. Cl2 + IO3 - IO4 - + Cl- (suasana basa) 1. 2MnO + 5PbO2 + 8H+ 2MnO4 + 5Pb2+ + 4H2O 2. 2MnO4 + 5H2C2O4 + 6H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O 3. 2MnO4 - + 10Cl- + 16H+ 2Mn2+ + 5Cl2 + 8H2O 4. Cl2 + IO3 - + 2OH- IO4 - + 2Cl- + H2O 20 25 20 20 - - - 46. 45 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Satuan Pendidikan : SMA/MA Yogyakarta Mata Pelajaran : Kimia Kelas : XII Semester : 1 Jumlah pertemuan : 3 Standar Kompetensi : 2. Menerapkan konsep reaksi oksidasi-reduksi dan elektrokimia dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari. Kompetensi Dasar 2.2. Menjelaskan reaksi oksidasi-reduksi dalam sel elektrolisis Indikator 1. Mengamati reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada reaksi elektrolisis melalui percobaan 2. Menuliskan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada larutan atau cairan dengan elektroda aktif ataupun elektroda inert 3. Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi melalui percobaan 4. Menjelaskan faktor-faktor yang memepengaruhi terjadinya korosi melalui percobaan 5. Menjelaskan beberapa cara untuk mencegah terjadinya korosi Tujuan Pembelajaran 1. Menuliskan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada reaksi elektrolisis melalui percobaan 2. Menuliskan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada larutan atau cairan dengan elektroda aktif . 47. 46 3. Menuliskan reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada larutan atau cairan dengan elektroda inert. 4. Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi . 5. Menjelaskan beberapa cara untuk mencegah terjadinya korosi Materi Pembelajaran 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. 48. 47 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) 49. 48 1. 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. 50. 49 Aktivitas Pembelajaran Pertemuan Pertama Metode : percobaan, diskusi kelompok, ceramah, tanya jawab. Pendekatan : Kontekstual No Kegiatan Aktivitas Alokasi waktu Nilai Budaya dan Karakter 1. Pendahuluan a. Salam dan doa b. Apersepsi: guru mencontohkan sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari untuk menarik miinat peserta didik. c. Motivasi 5menit Kerligiusan Kerja keras keingintahuan 2. Kegiatan Inti Eksplorasi: a. Guru bertanya tentang bagaimana suatu larutan elektrolit dapat menghantar listrik. Elaborasi b. Peserta didik dihimbau untuk merancang percobaan untuk memenyelidiki reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada elektrolisis,dalam kelompok c. Peserta didik mendiskusikan hasil percobaanya, dalam 80menit Keberanian Kerja keras Keingintahuan Kemandirian Kerja sama Menghargai pendapat Toleransi 51. 50 kelompok. d. Guru memantau diskusi kelompok e. Guru sebagai moderator fasilitator diskusi kelas Konfirmasi f. Guru meminta peserta didik menyimpulkan hasil diskusi Kesopanan Percaya diri Menghargai prestasi 3. Penutup Peserta didik diberi PR 5menit Tanggung jawab Kemandirian Pertemuan Kedua Metode : diskusi kelompok, ceramah, tanya jawab. Pendekatan : Kontekstual No Kegiatan Aktivitas Alokasi waktu Nilai Budaya dan Karakter 1. Pendahuluan a. Salam dan doa b. Apersepsi: guru menanyakan materi sebelumnya c. Motivasi 5menit Kerligiusan Kerja keras keingintahuan 2. Kegiatan Inti Eksplorasi: a. Guru bertanya tentang bagaimana suatu larutan elektrolit dapat menghantar listrik. Elaborasi b. Peserta didik mengkaji tentang reaksi yang terjadi di anoda dan katoda pada 80menit Keberanian Kerja keras Keingintahuan Kemandirian Kerja sama 52. 51 elektrolisis, dengan elektroda inert maupun non inert, dalam kelompok. c. Guru memantau diskusi kelompok d. Guru sebagai moderator fasilitator diskusi kelas Konfirmasi e. Guru meminta peserta didik menyimpulkan hasil diskusi Menghargai pendapat Toleransi Kesopanan Percaya diri Menghargai prestasi 3. Penutup Peserta didik diberi PR 5menit Tanggung jawab Kemandirian Pertemuan ketiga Metode : percobaan, diskusi kelompok, ceramah, tanya jawab. Pendekatan : Kontekstual No Kegiatan Aktivitas Alokasi waktu Nilai Budaya dan Karakter 1. Pendahuluan a. Salam dan doa b. Apersepsi: guru menanyakan materi sebelumnya c. Motivasi 5menit Kerligiusan Kerja keras keingintahuan 2. Kegiatan Inti Eksplorasi: a.Guru bertanya tentang bagaimana suatu larutan elektrolit dapat menghantar listrik. 80menit Keberanian Kerja keras 53. 52 Elaborasi b. Peserta didik merancang percobaan untuk memenyelidiki hal hal yang mempengaruhi korosi dan cara pecegahannya,dalam kelompok. c. Peserta didik mendiskusikan hasil percobaannya. d. Guru memantau diskusi kelompok e. Guru sebagai moderator fasilitator diskusi kelas Konfirmasi f. Guru meminta peserta didik menyimpulkan hasil diskusi Keingintahuan Kemandirian Kerja sama Menghargai pendapat Toleransi Kesopanan Percaya diri Menghargai prestasi 3. Penutup Peserta didik diberi PR 5menit Tanggung jawab Kemandirian Sumber Belajar: BNSP. (2006). Silabus Mata Pelajaran Kimia. Jakarta: Depdiknas 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 Alat 2. Worksheet 3. Lembar diskusi 54. 53 4. Alat dan bahan percobaan 5. Laptop dan materi dalam power point Penilaian 9. Aspek Afektif vi. Teknik penilaian: observasi vii. Bentuk intrumen: skala lajuan viii. Instrumen penilaian: Lembar Pengamatan Penilaian Afektif peserta didik No Nama Kehadiran Kemampuan berpendapat Kemampuan bertanya Ketepatan menjawab Rata-rata Keterangan: Skala lajuan tersebut diisi dengan menuliskan angka 1 sampai dengan 5 sesuai kriteria berikut: 10. Sangat baik (A) 4. Kurang (D) 11. Baik (B) 5. Sangat kurang (E) 12. Cukup (C) 10. Aspek Psikomotorik: a. Teknik Penilaian : observasi b. Bentuk Penilaian: Skala Lajuan c. Instrumen penilaian: Lembar Pengamatan Observasi No. Aspek yang diamati Skala nilai Skor 5 4 3 2 1 55. 54 1. Cara menyiapkan alat 2. Cara menggunakan alat 3. Cara menyiapkan bahan 4. Cara melakukan pengujian 5. Cara mengamati perubahan yang terjadi 6. Kebenaran menarik kesimpulan Skor total xiii. Jumlah skor maksimal = 30 xiv. Nilai = 30 100 xv. Kriteria penilaian: No Nilai Kuantitatif Nilai Kualitatif Keterangan 1. 86 A Sangat baik 2. 76 < nilai < 86 B Baik 3. 60 < nilai < 76 C Cukup 4. 46 < nilai < 60 D Kurang 5. < 46 E Sangat kurang 11. 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. 56. 55 Mengetahui, Kampung Mesjid, Juli 2013 Kepala SMAN 1 Kualuh Hilir Guru Mata Pelajaran H.TEHEGO LOMBU,S.Pd SOFIAN ARITONANG,S.Pd NIP. 19600917 198303 1 008 NIP.29820611 200903 1 004 57. 56 LEMBAR KERJA SISWA A. Tujuan Mempelajari perubahan-perubahan yang terjadi pada elektrolisis larutan garam natrium sulfat (Na2SO4) dan kalium Iodida (KI). B. Alat dan Bahan 1. Seperangkat alat elektrolisis 2. Larutan Na2SO4 3. Larutan KI 4. Indikator universal C. Cara Kerja Elektrolisis larutan garam natrium sulfat (Na2SO4) 1. Pasanglah alat elektrolisis seperti terlihat pada gambar 2. Tambahkan 10 tetes indicator universal ke dalam kira-kira 50ml larutan Na2SO4 0,5 M, kemudian masukkan larutan itu ke dalam tabung U. 3. Elektrolisislah larutan itu sampai terlihat suatu perubahan pada sekitar kedua elektrode. Catat pengamatan anda. Elektrolisis Kalium Iodida (KI) 1. Elektrolisis larutan KI 0,5 M sampai terlihat perubahan pada kedua elektrode. 2. Dengan menggunakan pipet tetes, pindahkan larutan dari ruang katode kedalam dua tabung massing-masing kira-kira 2ml. tambahkan 2 tetes larutan fenolftaliein ke dalam tabung 1, dan tambahkan 2 tetes larutan amilum/kanji ke dalam tabung 2. Catat pengamatan anda. Lakukan hal yang sama terhadap larutan dari ruang anode. D. Data Hasil Pengamatan Elektrolisis larutan garam natrium sulfat (Na2SO4) 1. Warna larutan sebelum di elektrolisis : 2. Sesudah dielektrolisis : a. Perubahan pada ruang katode : b. Perubahan pada ruang anode : Elektrolisis Kalium Iodida (KI) 58. 57 Cairan dalam ruang Perubahan selama elektrolisis Perubahan setelah ditambah fenolftalein Perubahan setelah ditambah amilum Anode Katode 59. 58 LEMBAR DISKUSI Tuliskan reaksi elektolisis berikut : a. Elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektrode grafit b. Elektrolisis larutan CuSO4 dengan katode besi dan anode platina c. Elektrolisis lelehan MgCl2 dengan elektrode grafit Kunci Jawaban a. Elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektrode grafit AgNO3(aq) Ag+ (aq) + NO3 - (aq) Ag+ bukanlah dari logam aktif, jadi kation itu akan direduksi. Karena anoda bersifat inert (C) sedangkan anion dari sisa asam oksi, maka air yang teroksidasi di anode. Katode : Ag+ (aq) + e Ag (s) (x 4) Anode : 2 H2O (l) 4 H+ (aq) + O2(g) +4e (x 1) 4Ag+ (aq) + 2 H2O (l) 4Ag (s) + 4 H+ (aq) + O2(g) b. Elektrolisis larutan CuSO4 dengan katode besi dan anode platina CuSO4 (aq) Cu2+ (aq) + SO42- (aq) Cu2+ bukan dari logam aktif, jadi kation itu akan direduksi, karena anode inert (Pt) sedangkan anion dari sisa asam oksi, maka air teroksidasi di enode. Katode : Cu2+(aq) + 2e Cu (s) (x 2) Anode : 2 H2O (l) 4 H+(aq) + O2(g) +4e (x 1) Cu2+(aq) + 2 H2O (l) 2 Cu (s) + 4 H+(aq) + O2(g) c. Elektrolisis lelehan MgCl2 dengan electrode grafit MgCl2 (l) Mg+ (l) + 2 Cl- (l) Pada elektrolisis lelehan senyawa ion dengan elektrode inert, maka kation direduksi di katode sedangkan anion dioksidasi di anode. Katode : Mg2+(l) + 2e Mg (s) Anode : 2 Cl-(l) Cl2 (g) Mg2+(l) + 2 Cl- (l) Mg (s) + Cl2(g) 60. 59 LEMBAR KERJA SISWA A. Tujuan Mempelajari korosi pada besi B. Alat dan Bahan pemanas air Air tabung reaksi minyak tanah Amplas Aquades Paku CaCl2 (higroskopis atau menyerap air) Kapas C. Cara Kerja 1. Ambil 4 tabung reaksi dan beri nomor 1 sampai 4. 2. Tabung 1, masukkan 5 ml aquades. 3. Tabung 2, masukkan 2 gram kristal CaCl2, di atasnyadiletakkan kapas kering. 4. Tabung 3, masukkan air yang sudah didihkan hinggapenuh. 5. Tabung 4, masukkan 10 ml minyak tanah (lebih tinggi dar tinggi paku). 6. Amplas 4 batang paku hingga bersih, kemudian masukkan ke dalam masing- masing tabung. 7. Tutup tabung 2 dan 3 dengan sumbat karet hingga rapat 8. Simpan semua tabung selama 2 hari, kemudian amati apayang terjadi. D. Data Hasil Pengamatan Tabung Pengamatan (korosi / tidak) 1 2 3 4 E. Pertanyaan 1. Bagaimana cara pencegahan korosi pada besi? 2. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya korosi? 61. 60 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Satuan Pendidikan : SMA/MA Yogyakarta Mata Pelajaran : Kimia Kelas : XII Semester : 1 Jumlah pertemuan : 1 Standar Kompetensi : 2. Menerapkan konsep reaksi oksidasi-reduksi dan elektrokimia dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari. Kompetensi Dasar 2.3. Menerapkan hukum Faraday untuk elektrolisis larutan elektrolit Indikator 1. Menerapkan kosep hukum faraday dalam perhitungan sel elektrolisis. 2. Menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurunian suatu logam Tujuan Pembelajaran: Setelah mempelajari materi ini, diharapkan peserta didik dapat: 1. Peserta didik dapat menyebutkan hukum-hukum Faraday. 2. Peserta didik dapat menerapkan kosep hukum faraday dalam perhitungan sel elektrolisis. 3. Peserta didik dapat mentelesaikan stoikiometri reaksi elektrolisis menggunakan konsep hukum Faraday. 4. Peserta didik dapat menuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurunian suatu logam. 62. 61 Materi Pembelajaran Jumlah massa zat yang dihasilkan pada katoda atau anoda berbanding lurus dengan jumlah listrik yang digunakan selama elektrolisis. Apabila arus listrik sebesar 1 Faraday ( 1 F ) dialirkan ke dalam sel maka akan dihasilkan : 1 ekivalen zat yang disebut massa ekivalen (e) 1 mol elektron ( e- ) Cara menghitung massa ekivalen (e) : e = Ar Unsur / jumlah muatan ionnya sebagai contoh jika 1 F dialirkan ke reaksi elektrolisis : Cu2+ + 2e- Cu maka massa ekivalen ( e ) logam Cu (Ar Cu = 63,5) = e Cu = 63,5/2 = 31,75 jika arus listrik diperbesar menjadi 2 kalinya massa Cu yang diendapkan juga dikali 2. Hubungan Muatan Listrik dengan Arus Listrik Keterangan : C = muatan listrik ( Coloumb ) I = arus listrik ( Ampere ) t = waktu ( sekon ) sedangkan hubungan antara Faraday dan muatan listrik ( C ) : maka rumus Faraday : dan massa logam yang diendapkan : 63. 62 Contoh soal: Dalam elektrolisis FeSO4 digunakan listrik sebesar 0,4 F. Hitung massa Fe (Ar Fe = 56 ) yang dihasilkan di katoda! reaksi penguraiannya : FeSO4 Fe2+ + SO4- reaksi pada katoda : Fe2+ + 2e- Fe Jadi muatan Fe ( n Fe ) = 2 massa ekivalen Fe ( e Fe ) = 56/2 = 28 m Fe = e.F = 28.0,4 = 11,2 gram Hubungan Hukum Faraday dengan Elektrolisis Jika arus listrik 1 A dialirkan ke dalam 100 ml larutan perak nitrat AgNO3 melalui elektroda Pt selama 1930 detik maka hitunglah Ph nya! elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektroda Pt Katoda (+) : Ag+ (aq) + e- Ag(s) Anoda (-) : 2H2O(aq) 4H+ (aq) + O2(g) + 4e- reaksi pada anoda terlihat dihasilkan ion H+ maka larutan tersebut bersifat asam. mula2 kita cari dahulu muatan yang lewat dalam larutan : karena F = mol elektron maka mol e- = 0,02 mol 2H2O(aq) 4H+ (aq) + O2(g) + 4e- 0,02 mol 0,02 mol konsentrasi H dalam larutan : pH= 1 - log 2 Hukum Faraday II Apabila 2 sel atau lebih dialiri arus listrik dalam jumlah yang sama (disusun seri) maka perbandingan massa zat-zat yang dihasilkan sebanding dengan massa ekivalen (e) zat-zat tersebut. 64. 63 Keterangan : m = massa zat dalam gram e = massa ekivalen zat Ar = massa molekul relatif n = muatan ion positif zat/kation Contoh : Jika arus listrik dialirkan melalui larutan AgNO3 dan Ni (NO3)2 yang disusun seri maka akan terjadi endapan perak sebanyak 27 gram. Hitung massa endapan nikel yang terjadi! (Ar Ag = 108 dan Ar Ni = 59) n Ag = 1 dan n Ni = 2 m Ag : m Ni = Ar Ag/n Ag : Ar Ni/n Ni 27 : m Ni = 108/1 : 59/2 m Ni = 7,375 gram Aktivitas Pembelajaran Metode : Ceramah bervariasi, diskusi informatif No Kegiatan Aktivitas Alokasi Waktu Nilai budaya dan karakater 65. 64 Pembukaan Guru memberi salam dan berdoa Mengecek kehadiran siswa Menyampaikan apersepsi 5 menit Kereligiusan Kedisiplinan Kegiatan inti Eksplorasi Peserta didik membaca kembali hukum-hukum Faraday dan stoikiometri reaksi elektrolisis. Guru bertanya kepada peserta didik tentang hukum Faraday. Elaborasi Peserta didik dengan bimbingan guru menyebutkan hukum-hukum Faraday serta menjelaskan penerapan hukum Faraday dalam perhitungan sel elektrolisis. Peserta didik dengan bimbingan guru 80 menit Menghargai oranglain Keingintahuan Ketekunan Kerjasama Percaya diri Keingintahuan Percaya diri 66. 65 menjelaskan bagaimana cara menyelesaikan stoikiometri reaksi sel elektrolisis. Peserta didik diberi kesempatan bertanya Guru memberi permasalahan untuk diselesaikan peserta didik. Konfirmasi Pendidik memberikan tanggapan dan penguatan terhadap hasil kerja peserta didik dalam mengerjakan soal yang telah diberikan. Menghargai pendapat Percaya diri Keingintahuan Menghargai prestasi Keingintahuan Penutup Guru menyampaikan kesimpulan Guru memberikan tugas untuk pertemuan berikutnya 5 menit Menghargai orang lain 67. 66 Guru mengucapkan salam penutup Sumber Belajar 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) Alat Laptop LCD Papan tulis Marker Penilaian Prosedur penilaian: 1. Penilaian afektif a. Teknik penilaian: observasi b. Bentuk intrumen: skala lajuan c. Instrumen penilaian: terlampir 2. Penilaian kognitif : a. Teknik Penilaian : Ulangan harian b. Bentuk Penilaian : Soal objektif, benar salah, dan uraian. c. Instrumen penilaian: terlampir 68. 67 d. Tindak Lanjut : Bagi peserta didik yang telah mencapai KKM diberikan pengayaan sedangkan bagi peserta didik yang belum mencapai KKM diberikan remedial. Mengetahui, Kampung Mesjid, Juli 2013 Kepala SMAN 1 Kualuh Hilir Guru Mata Pelajaran H.TEHEGO LOMBU,S.Pd SOFIAN ARITONANG,S.Pd NIP. 19600917 198303 1 008 NIP.29820611 200903 1 004 69. 68 LAMPIRAN Lembar Observasi Nilai Karakter Peserta Didik No Indikator nilai karakter No. Daftar hadir siswa *) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Menaati aturan diskusi seperti mengacungkan tangan sebelum mengajukan pendapat 2 Menghargai/tidak mencela pendapat yang kurang tepat 3 Memberi kesempatan semua anggota kelompok untuk mengajukan pendapat/tidak memonopoli diskusi 4 Tidak membedakan antara pendapat teman pria dan wanita 5 Santun dalam berargumentasi/mempertaha nkan pendapat yang berbeda 6 Tidak memaksakan kehendak/memaksa kelompok untuk menerimapendapatnya 7 Mau mengakui kesalahannya 8 Menunjukan sikap menerima hasil diskusi kelompok Jumlah BT Jumlah MT 70. 69 Jumlah MB Jumlah MK *) diisi dengan : BT ( Belum Terlihat) : Jika siswa belum memperlihatkan perilaku yang tertera dalam indicator MT ( Mulai terlihat) : Jika siswa mulai memperlihatkan perilaku yang tertera dalam indicator MB (Mulai Berkembang)`: Jika siswa mulai konsisten memperlihatkan perilaku yang tertera dalam indicator MK (Menjadi Kebiasaan) : Jika siswa konsisten memperlihatkan perilaku yang tertera dalam indicator 71. 70 Lembar Observasi Nilai Afektif Peserta Didik NO . SISWA ASPEK PENILAIAN Kehadiran Perhatian terhadap mengikuti pelajaran Tugas Aktif Bertanya dan menjawab 1 2 3 4 5 Keterangan penilaian : 5=amat baik 4=baik 3=cukup 2=kurang 1=amat kurang 72. 71 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN Satuan Pendidikan : SMAN 1 Kualuh Hilir Mata Pelajaran : Kimia Kelas : XII Semester : 1 Jumlah pertemuan : 5 Standar Kompetensi : 3. Memahami karakteristik unsur-unsur penting, kegunaan dan bahayanya, serta terdapatnya di alam. Kompetensi Dasar 3.1 Mengidentifikasi kelimpahan unsur-unsur utama dan transisi di alam dan produk yang mengandung unsur tersebut. 3.2 Mendeskripsikan kecenderungan sifat fisik dan kimia unsur utama dan unsur transisi (titik didih, titik leleh, kekerasan, warna, kelarutan, kereaktifan, dan sifat khusus lainnya. 3.3. Menjelaskan manfaat, dampak dan proses pembuatan unsur-unsur dan senyawanya dalam kehidupan sehari-hari. 3.4 Mendeskripsikan unsur-unsur radioaktif dari segi sifat-sifat fisik dan sifat- sifat kimia, kegunaan, dan bahayanya. Indikator 1. Mengidentifikasi kelimpahan unsur-unsur utama dan transisi di alam 2. Mengidentifikasi produk yang mengandungunsur utama dan transisi tersebut di alam 3. Mengidentifikasi keberadaan unsur-unsur yang ada di alam terutama di Indonesia. 4. Mengidentifikasi sifat-sifat fisik unsur utama dan unsur transisi ( titik didih, titik leleh, kekerasan, warna, kelarutan dan sifat khusus lainnya) 73. 72 5. Mengidentifikasi sifat-sifat kimia ( kereaktifan, kelarutan) 6. Mengidentifikasi daya pengoksidasi halogen dan daya pereduksi halida Mengidentifikasi reaksi nyala senyawa logam ( terutama alkali dan alkali tanah ) 7. Mengidentifikasi keteraturan sifat fisik dan sifat kimia unsur-unsur periode ke tiga 8. Menjelaskan manfaat dan dampak unsur-unsur serta senyawanya dalam kehidupan sehari-hari dan industri. 9. Menjelaskan pembuatan unsur serta senyawanya di laboratorium dan industri. 10. Menjelaskan komposisi unsur dalam pupuk. 11. Menyebutkan sifat-sifat fisik, sifat-sifat kimia, kegunaan, dan bahaya unsur-unsur radioaktif. 12. Menyebutkan mengenai sifat-sifat fisik dan kimia, kegunaan, dan bahaya unsur-unsur radioaktif. Tujuan Pembelajaran: Setelah mempelajari materi ini, diharapkan: 1. Peserta didik dapat mengidentifikasi kelimpahanunsur-unsurutama dan transisi di alam 2. Peserta didik dapat mengidentifikasi produk yang mengandungunsur utama dan transisi tersebut di alam. 3. Peserta didik dapat mengidentifikasi keberadaan unsur-unsur yang ada di alamterutama di Indonesia 4. Peserta didik dapat mengidentifikasi sifat-sifat fisik unsur utama dan unsur transisi ( titik didih, titik leleh, kekerasan, warna, kelarutan dan sifat khusus lainnya 5. Peserta didik dapat mengidentifikasi sifat-sifat kimia ( kereaktifan, kelarutan) Peserta didik dapat mengidentifikasi daya pengoksidasi halogen dan daya pereduksi halida 6. Peserta didik dapat mengidentifikasi reaksi nyala senyawa logam ( terutama alkali dan alkali tanah ) 74. 73 7. Peserta didik dapat mengidentifikasi keteraturan sifat fisik dan sifat kimia unsur-unsur periode ke tiga 8. Peserta didik dapat menjelaskan manfaat dan dampak unsur natrium, magnesium, aluminium, karbon, silikon, nitrogen, oksigen, dan belerang serta senyawanya dalam kehidupan sehari-hari dan industri. 9. Peserta didik dapat menjelaskan pembuatan unsur natrium, magnesium, aluminium, karbon, silikon, nitrogen, oksigen, dan belerang serta senyawanya di laboratorium dan industri. 10. Peserta didik dapat menjelaskan komposisi unsur dalam pupuk sumber nitrogen, fosfor, dan kalium. 11. Peserta didik dapat menyebutkan sifat-sifat fisik unsur-unsur radioaktif. 12. Peserta didik dapat menyebutkan sifat-sifat kimia unsur-unsur radioaktif. 13. Peserta didik dapat menyebutkan kegunaan unsur-unsur radioaktif. 14. Peserta didik dapat menyebutkan bahaya unsur-unsur radioaktif. 15. peserta didik menyebutkan sifat-sifat pembelokan dan daya tembus sinar , , . Materi Pembelajaran: 1. Keberadaan unsur-unsur di alam Unsur-unsur utama dan transisi terdapat di alam berupa unsur bebas dan senyawa. Unsur bebas yang terdapat di alam misalnya : unsur-unsur gas mulia (helium, neon, argon, krypton, xenon, dan randon), bebarapa unsur logam (emas, platina, perak dan tembaga), dan beberapa unsur nonlogam (oksigen, nitrogen, belerang, dan karbon). Mineral adalah bahan-bahan alam yang mengandung unsur atau senyawa tertentu dalam kadar yang relatif besar, misalnya : bauksit, silica, hematite, magnetit, kalkopirit, pasir kuarsa, dan lain-lain. 2. Kelimpahan unsur-unsur di kulit bumi Tabel kelimpahan unsur-unsur dalam kulit bumi : Tabel 1. kelimpahan unsur-unsur dalam kulit bumi 75. 74 Unsur % massa Unsur % massa Oksigen Silikon Aluminium Besi Kalsium Natrium Kalium Magnesium Hidrogen Titanium 49,20 25,67 7,50 4,71 3,39 2,63 2,40 1,93 0,87 0,58 Klorin Fosforus Mangan Karbon Belerang Barium Nitrogen Fluorin Strontium Unsur lain 0,19 0,11 0,09 0,08 0,06 0,04 0,03 0,03 0,02 0,47 Tabel komposisi udara bersih dan kering : Tabel 2. Komposisi udara bersih dan kering Komponen Rumus Konsentrasi % Ppm Nitrogen Oksigen Argon Karbondioksida Neon Helium Metana Kripton Karbonmonoksida Nitrogen oksida Hidrogen Xenon Nitrogen dioksida Ozon N2 O2 Ar CO2 Ne He CH4 Kr CO N2O H2 Xe No2 O3 78,09 20,94 0,934 0,0315 0,0018 0,00052 0,00010-0,00012 0,0001 0,00001 0,00005 0,00005 0,000008 0,000002 0.000001-0,000004 78,900 209400 9340 315 18 5,2 1,0-1,2 1 0,1 0,5 0,5 0,08 0,02 0,01-0,04 Tabel kandungan mineral utama dalam air laut : 76. 75 Tabel 3. Kandungan mineral utama dalam air laut Komponen Rumus Konsentrasi (g/kg air laut) Klorida Natrium Sulfat Magnesium Kalsium Kalium Bikarbonat Bromida Asam borat Strontium Fluorida Cl Na+ SO4 2 Mg2+ Ca2+ K+ HCO3 Br H3BO3 Sr2+ F 18,980 10,556 2,649 1,272 0,400 0,380 0,140 0,065 0,026 0,013 0,001 Tabel berbagai golongan mineral : Tabel 4. Berbagai golongan mineral Anion Contoh mineral Unsur Oksida Sulfida Klorida Karbonat Sulfat Silikat Au, Ag, Pt, Cu, Bi, As, Sb, Os, Ir, Ru, Rh, Pd Hematite (Fe2O3), magnetit (Fe3O4), bauksit (Al2O3.nH2O), kasiterit (SnO2), silica (SiO2) Kalkopirit (CuFeS2), kalkosit (Cu2S), spalerit (ZnS), galena (PbS), pirit (FeS2), cinnabar (HgS) Garam batu (NaCl), silvit (KCl), karnalit (KCl-MgCl2) Batu kapur (CaCO3), magnesit (MgCO3), dolomite (MgCo3.CaCO3) Gips (CaSO4.2H2O), garam epsom (MgSO4.7H2O). barit (BaSO4) Beril (Be3Al2Si6O16), kaolinit (Al2Si2O8(OH)4) Tabel berbagai mineral dan terdapatnya di Indonesia : Tabel 5. Berbagai mineral dan terdapatnya di Indonesia 77. 76 No. Unsur Mineral Terdapat di 1. Tembaga Kalkopirit (CuFeS2) Kalkosit (Cu2S) Papua 2. Besi Hematit (Fe2O3) Magnetit (Fe3O4) Pirit (FeS2) Siderit (FeCO3) Cilacap, Kalimantan Barat, Sumatra Barat, Sumatra Selatan, Sulawesi Tengah 3. Nikel NiS Soroako, Sulawesi Selatan 4. Emas Unsur Di berbagai tempat di seluruh Indonesia 5. Aluminium Bauksit (Al2O3.nH2O) Kriolit (Na3AlF6) Pulau Bintan 6. Timah Kasiterit (SnO2) Pulau Bangka 7. Kromium Kromit (FeCr3O4) Sulawesi Tengah Unsur-unsur dalam TPU 1) Unsur Golongan Utama a. Gas Mulia Sifat fisis : Tabel 6. Sifat Fisis Gas Mulia Sifat Unsur atom He Ne Ar Kr Xe Rn Nomor Atom Massa atom relatif Titik leleh (C) Titik didih (C) Rapatan pada 25 C (g/cm3 ) Energi ionisasi Afinitas electron 2 4,003 -272,20 -268,93 0,147 2372,3 < 0 0,32 10 20,172 -248,67 -246,05 1,207 2080,6 < 0 0,69 18 39,948 -189,20 -185,70 1,400 1520,5 < 0 0,97 36 83,800 -156,60 -152,30 2,155 1350,7 < 0 1,10 54 131,290 -111,90 -107,10 3,520 1170,4 < 0 1,30 86 222 -71,00 -61,80 4,400 1037,0 < 0 1,45 78. 77 Berdasarkan tabel 6 dapat diterangkan beberapa sifat fisis gas mulia, antara lain : a. Wujud Pada suhu kamar gas mulia merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berasa. b. Bau Gas mulia tidak berbau. c. Jari-jari atom Jari-jari atom unsur-unsur golongan gas mulia dalam satu golongan dari atas ke bawah semakin besar sehingga daya tarik elektron terluar makin lemah, yang mengakibatkan kereaktifannya menjadi semakin besar. d. Titik didih dan titik leleh Gaya tarik menarik antara partikel gas mulia sangat kecil sehingga titik leleh dan titik didih gas mulia rendah. Sifat kimia : a. Kelarutan Argon, kripton, dan xenon sedikit larut dalam air, sedangkan helium dan neon mempunyai kelarutan yang tinggi dalam air karena ukuran atomnya kecil sehingga tidak dapat terjebak dalam rongga di antara molekul air. b. Pada tahun 1962, Neil Barlett berhasil mereaksikan gas mulia dengan unsur lain. Gas mulia yang pertama kali direaksikan adalah xenon dengan senyawa yang terbentuk adalah XePtF6. Randon ternyata dapat bereaksi spontan dengan fluorin, sedangkan xenon memerlukan pemanasan atau penyinaran untuk memulai reaksi. Kripton lebih sukar bereaksi. Ia hanya bereaksi dengan fluorin jika disinari atau jika diberi loncatan muatan listrik. Sementara helium, neon, dan argon ternyata lebih sukar lagi bereaksi dan belum berhasil dibuat suatu senyawa dari ketiga unsur itu. Fakta tersebut menunjukkan bahwa kereaktifan gas mulia bertambah besar sesuai dengan pertambahan jari-jari atomnya, yaitu dari atas ke bawah 79. 78 b. Halogen Sifat fisis : Tabel 7.Sifat fisis halogen Sifat Unsur atom F Cl Br I At Nomor Atom Massa atom relatif Titik leleh (C) Titik didih (C) Rapatan pada 25 C (g/cm3 ) Energi ionisasi Afinitas electron Jari-jari atom () Jari-jari ion () Keelektronegatifan Potensial reduksi standar 9 18,998 -219,62 -188,14 1,108 1681,0 328,0 1,33 0,64 3,98 2,87 17 35,453 -100,98 -34,60 1,367 1251,1 349,0 0,99 1,81 3,16 1,36 35 79,904 -7,25 58,78 3,119 1139,9 324,7 1,14 1,96 2,96 1,07 53 126,904 113,50 184,35 4,930 1008,4 295,2 1,33 2,20 2,66 0,54 85 210 302 337 - 930 270 1,40 2,27 2,20 0,2 Berdasarkan tabel 2 dapat diterangkan beberapa sifat fisis halogen, antara lain : c. Wujud Fluorin dan klorin pada suhu kamar adalah gas, bromin berwujud cair, sedangkan iodin dan astatin berwujud padat. d. Bau Gas halogen mempunyai bau yang sangat tajam, menusuk, dan bersifat racun. e. Jari-jari atom Jari-jari atom halogen sangat kecil, sehingga mudah menarik elektron.Jari-jari atomnya dari fluorin sampai iodin makin besar, hal ini mengakibatkan daya tarik inti terhadap elektron terluar makin lemah. f. Titik didih dan titik leleh 80. 79 Titik didih dan titik leleh dari fluorin sampai iodin makin besar disebabkan bertambahnya jati-jari atom halogen sehingga ukuran molekul halogen dari atas ke bawah semakin besar.Hal tersebut mengakibatkan ikatan antar molekulnya makin besar pula. Sifat kimia : a. Kelarutan Gas halogen mempunyai kelarutan dalam air yang besar, kecuali iodin yang sangat sukar larut dalam air tetapi mudah larut dalam larutan yang mempunyai ion I- , misalnya senyawa KI. b. Kereaktifan Halogen adalah unsur nonlogam yang sangat rekatif dan merupakan molekul diatomik sehingga keberadaannya di alam berada dalam bentuk senyawanya. Faktor kereaktifan halogen : Konfigurasi electron terluar halogen adalah ns2 ns5 sehingga atom halogen dapat menerima satu elektron agar mempunyai konfigurasi elektron yang stabil seperti gas mulia. Afinitas elektron halogen besar sehingga halogen mudah mengikat elektron membentuk ion negatif. Halogen adalah oksidator kuat. F2 sebagai oksidator paling kuat dan I2 sebagai oksidator paling lemah. Reaksi Halogen : a. Reaksi halogen dengan gas mulia Sifat keelektronegatifannya yang sangat tinggi, mengakibatkan fluorin dapat bereaksi dengan xenon membentuk beberapa senyawa. Xe(g) + F2(g) XeF2(s) b. Reaksi halogen dengan logam Halogen dapat langsung bereaksi dengan logam membentuk garam berupa senyawa ionik yang mempunyai titik leleh tinggi. Cu(s) + F2(g) CuF2(s) c. Reaksi halogen dengan nonlogam 81. 80 Kemampuan reaksi halogen dengan nonlogam berkurang dari fluorin sampai iodin. C(s) + 2F2(s) CF4(s) d. Reaksi halogen dengan hidrogen Semua halogen dapat bereaksi dengan hidrogen membentuk gas hidrogen halida. Fluorin dan klorin dengan hidrogen akan bereaksi cepat dan dahsyat yaitu disertai ledakan. Bromin dan iodin dengan hidrogen bereaksi lambat. H2 + X2 2HX (X=halogen) e. Reaksi halogen dengan basa Reaksi umum reaksi halogen dengan basa adalah : Suhu rendah : X2(g) + 2OH- (aq) X- (aq) + XO- (aq)+ H2O(l) Suhu tinggi : 3X2(g) + 6OH- (aq) 5X- (aq) + XO3 - (aq)+ 3H2O(l) f. Reaksi halogen dengan hidrokarbon Secara umum reaksi antara halogen dengan hidrokarbon disebut dengan halogenasi. Contoh reaksi halogen dengan hidrokarbon : Reaksi substitusi C2H6 + Cl2 C2H5Cl + HCl Reaksi adisi H2C=CH2 + Br2 CH2 CH2 Br Br g. Reaksi dengan halogen Suatu senyawaan dari dua halogen disebut senyawa antarhalogen. Dalam suatu reaksi antara dua halogen, unsur yang lebih elektronegatif adalah zat pengoksidasinya dan diberi bilangan oksidasi negatif dalam senyawaan tersebut. Br2(g) + Cl2(g) 2BrCl(g) Reaksi antarhalogen secara umum : X2 + nY2 2XYn Y adalah halogen yang lebih elektronegatif dan n adalah bilangan ganjil (1, 3, 5, . . .). Fluor merupakan halogen yang +1 -1 82. 81 paling mudah membentuk senyawa antarhalogen. g. Reaksi dengan air (hidrolisis) Semua halogen kecuali fluor berdisproporsionasi dalam air. Contoh Cl2 + H2O(l) HClO + HCl F2 + H2O 2HF + O2 (bereaksi sangat cepat) Daya Oksidasi Halogen Halogen bebas merupakan oksidator, dalam satu golongan dari atas ke bawah kekuatannya meningkat, yaitu F2> Cl2> Br2> I2.Daya oksidasi halogen atau daya pereduksi ion halida berdasarkan potensial elektrodenya. F2(g) + 2e- 2F- (aq) E = +2,87 V Cl2(g) + 2e- 2Cl- (aq) E = +1,36 V Br2(l)+ 2e- 2Br- (aq) E = +1,065 V I2(s) + 2e- 2I- (aq) E = +0,535 V Jika harga potensial elektro semakin positif, maka semakin mudah mengalami reduksi dan merupakan pengoksidasi kuat.Jadi, fluor merupakan oksidator paling kuat, sedangkan F- merupakan reduktor paling lemah. Reaksi Pendesakan Antarhalogen Halogen mempunyai sifat keelektronegatifan yang tinggi sehingga halogen merupakan oksidator kuat atau mudah tereduksi.Sifat reduktor ini makin berkurang dari fluorin ke iodin.Fluorin mempunyai sifat oksidator yang paling kuat sehingga merupakan reduktor terlemah. 83. 82 c. Unsur Logam Alkali Sifat fisis : Tabel 8. Sifat fisis logam alkali Sifat Unsur atom Li Na K Rb Cs Fr Nomor Atom Massa atom relatif Titik leleh (C) Titik didih (C) Rapatan pada 25 C (g/cm3 ) Energi ionisasi Afinitas electron Jari-jari atom () Jari-jari ion () Keelektronegatifan Potensial reduksi standar 3 6,941 180,54 1347,0 0,534 520,2 59,63 1,52 0,68 0,98 -3,045 11 22,989 97,81 903,8 0,971 495,8 52,87 1,86 0,98 0,93 -2,711 19 39,098 63,65 774,0 0,862 418,8 48,38 2,27 1,33 0,82 -2,924 37 85,468 38,89 688,0 1,532 403,0 46,88 2,47 1,48 0,82 -2,925 55 132,905 28,40 678,4 1,878 375,7 45,51 2,65 1,67 0,79 -2,923 87 223 25,00 677,0 - 400 44,00 2,70 1,80 0,70 2,90 Berdasarkan tabel 3dapat diterangkan beberapa sifat fisis halogen, antara lain : a. Litium, natrium, dan kalium mempunyai massa jenis yang lebih kecil daripada air sehingga ketiga unsur tersebut dapat terapung dalam air. b. Jari-jari atom dari litium sampai sesium makin besar, akibatnya jarak antara inti atom dengan kulit terluarnya makin besar pula, sehingga makin mudah melepaskan elektron. c. Titik didih dan titik leleh logam alkali rendah. Sifat kimia : a. Dilihat dari konfigurasi elektronnya dengan satu elektron valensi, membuat logam alkali menjadi logam yang sangat reaktif. b. Keelektronegatifan logam alkali sangat rendah, logam alkali cenderung membentuk senyawa ionik. 84. 83 c. Dengan melihat harga potensial reduksinya yang sangat negatif, logam alkali merupakan reduktor yang kuat. d. Logam alkali sangat sensitif terhadap udara maupun uap air. Karena sifat itu maka logam alkali harus disimpan dalam kerosin. e. Kereaktifan terhadap air dari natrium sampai kalium makin besar, sehingga sifat basa logam alkali dari atas ke bawah semakin besar. Urutan kekuatan basa logam alkali adalah KOH>NaOH>LiOH. Warna Nyala Logam alkali mempunyai spektrum emisi warna. Jika uap unsure alkali dialiri listrik atau garam alkali dibakar pada nyala bunsen maka akan tampak nyala yang berbeda-beda untuk setiap unsur. Tabel 9. Warna nyala logam alkali No. Unsur Alkali Warna Nyala 1. 2. 3. 4. 5. Litium Natrium Kalium Rubidium Sesium Merah Kuning Ungu Merah Biru Reaksi Logam Alkali a. Reaksi dengan air Reaksi logam alkali dengan air termasuk reaksi eksoterm yang ditunjukkan dengan adanya nyala api. b. Reaksi dengan hidrogen Logam alkali bereaksi dengan hidrogen membentuk senyawa hidrida. 2M + H2 2MH (MH:hidrida) c. Reaksi dengan oksigen Logam alkali sangat reaktif terhadap oksigen atau udara. Reaksi antara logam alkali dengan oksigen atau udara termasuk reaksi eksoterm dan kalor yang dihasilkan ini akan mendidihkan logam alkali (titik leleh logam alkali rendah), sehingga ketika bereaksi 85. 84 dengan oksigen atau udara akan menimbulkan ledakan. Reaksi antara logam alkali denagn oksigen akan membentuk oksida. 4Li(s) + O2(g) 2Li2O(s) 2Na(s) + O2(g) Na2O2(s) d. Reaksi dengan halogen Logam alkali dapat bereaksi dengan halogen membentuk alkilhalida. 2M + X2 2MX X=F, Cl, Br, dan I d. Unsur Logam Alkali Tanah Sifat fisis : Tabel 10. Sifat fisis logam alkali tanah Sifat Unsur atom Be Mg Ca Sr Ba Ra Nomor Atom Massa atom relatif Titik leleh (C) Titik didih (C) Rapatan pada 25 C (g/cm3 ) Energi ionisasi Afinitas electron Jari-jari atom () Jari-jari ion () Keelektronegatifan Potensial reduksi standar 4 9,012 1283,0 2484,0 1,85 899,4 < 0 1,13 0,31 1,57 -1,70 12 24,305 648,8 1105,0 1,74 737,7 < 0 1,60 0,66 1,31 -2,375 20 40,078 839,0 1484,0 1,55 589,8 2,0 1,97 0,99 1,00 -2,76 38 87,620 769,0 1384,0 2,54 549,5 4,6 2,15 1,13 0,95 -2,89 56 137,327 725,0 1640,0 3,51 502,9 13,95 2,17 1,35 0,89 -2,90 88 226 700,0 - 5,00 509,3 > 0 2,23 1,43 0,90 -2,916 Berdasarkan tabel 10 dapat diterangkan beberapa sifat fisis halogen, antara lain : a. Unsur logam alkali tanah pada umumnya berupa logam perak, lebih keras daripada logam alkali. 86. 85 b. Titik didih dan titik leleh logam alkali tanah lebih besar dibanding logam alkali, karena ikatan antar atom pada logam alkali tanah lebih kuat disebabkan adanya elektron valensi. Sifat kimia : a. Unsur logam alkali tanah sangat reaktif. Kereaktifan logam alkali tanah juga terlihat dari konfigurasi lektronnya dengan dua elektron valensi. Dengan kemampuan melepaskan elektron valensinya, logam alkali tanah adalah unsur yang elektropositif. b. Kereaktifan logam alkali tanah semakin besar dengan semakin besarnya jari-jari atom dan semakin kecilnya energi ionisasi, karena gaya tarik inti dengan elektron terluar semakin berkurang, sehingga elektron valensi semakin mudah lepas. c. Dengan melihat harga potensial elektrodenya yang sangat negatif, logam alkali tanah merupakan reduktor yang kuat. d. Logam alkali tanah tidak mudah larut dalam air. Kelarutan logam alkali tanah dapat diketahui dengan mereaksikan suatu larutan dari logam alkali tanah dengan ion hidroksida, sulfat, karbonat, dan kromat. Warna Nyala Tabel 11. Warna nyala logam alkali tanah No. Unsur Alkali Tanah Warna Nyala 1. 2. 3. 4. 5. Berilium Magnesium Kalsium Strontium Barium Putih Putih Jingga-merah Merah Hijau Reaksi Logam Alkali Tanah a. Reaksi dengan Oksigen Semua logam alkali tanah dapat bereaksi dengan oksigen membentuk oksida yang mudah larut dalam air. 2M(s) + O2(g) 2MO(s) M = alkali tanah b. Reaksi dengan Air 87. 86 Magnesium bereaksi lambat dengan air, kalsium, strontium, dan barium bereaksi lebih cepat dengan air membentuk basa dan gas hidrogen. Ca(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(aq) + H2(g) c. Reaksi dengan Hidrogen Alkali tanah bereaksi dengan gas hidrogen membentuk hidrida dengan ikatan ion. Ca(s) + H2(g) CaH2(s) d. Reaksi dengan asam dan basa Alkali tanah bereaksi dengan asam menghasilkan garam dan gas hidrogen.Reaksi semakin hebat dari atas ke bawah. Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g) Berilium bersifat amfoter (dapat bereaksi dengan asam dan basa). Reaksi berilium dengan basa kuat adalah sebagai berikut: Be(s) + 2NaOH(aq) + 2H2O(l) Na2Be(OH)4(aq) + H2(g) e. Reaksi dengan Halogen Semua alkali tanah dapat bereaksi dengan halogen membentuk garam dengan ikatan ion kecuali berilium. Secara umum dapat dituliskan: M + X2 MX2 Ca(s) + Cl2(g) CaCl2(s) Unsur-unsur golongan II a. Aluminium Keberadaan aluminium di alam menempati urutan ketiga setelah oksigen dan silikon. Di alam, logam aluminium tidak berada dalam unsur bebas melainkan dalam senyawa oksidanya Bijih aluminum yang penting sebagai sumber aluminum adalah bauksit. Aluminium cair yang diperoleh dialirkan keluar dari sel kemudian suhu diturunkan suhu agar diperoleh aluminium padat.Aluminium yang diperoleh dalam bentuk cair karena suhu di dalam sel elektrolisis melebihi titik leleh 88. 87 aluminium yang hanya 660C. Oksigen yang dihasilkan pada anoda dapat bereaksi dengan grafit yang digunakan membentuk gas karbon dioksida dan karbon monooksida. Akibatnya anoda lama-kelamaan akan berkurang dan perlu diganti pada saat-saat tertentu. b. Hidrogen Hidrogen terdapat dalam keadaan bebas berupa dwiatom (H2) dan terdapat dalam berbagai senyawa.Sifat fisika dan sifat kimia hidrogen perlu disampaikan secara terperinci. Cara pembuatan hidrogen baik dalam skala laboratorium maupun skala industri akan lebih baik jika disampaikan beserta reaksi-reaksi yang terlibat dalam pembuatannya. Unsur hidrogen mempunyai manfaat dan kegunaan yang banyak dalam kehidupan, terutama sebagai penyusun bahan bakar. c. Karbon dan Silikon Karbon merupakan unsur terpenting dalam kehidupan, karena sebagian besar materi yang ada di alam tersusun oleh karbon.Keberadaan silikon dalam bentuk senyawanya, SiO2, terdapat dalam pasir. Silikon merupakan unsur terbanyak di alam setelah oksigen. Silikon terdapat di alam dalam senyawa silika, SiO2, dan silikat ( campuran silikon, oksigen dan logam lainnya., misalnya KalSi3O4 yang terdapat dikulit bumi. Pada sifat fisika silikon contohnya unsur Si bersifat nonlogam, tetapi keras dan mengkilap seperti logam sehingga disebut dengan metaloid. Pada sifat kimia silikon, silikon sukar bereaksi dengan zat lain karena sukar menerima dan melepaskan elektron, dapat membentuk ikatan kovalen dengan unsurnya sendiri. d. Nitrogen dan Fosfor Nitrogen adalah unsur nonlogam yang terdapat pada gol VA, periode kedua pada tabel periodik.Nitrogen terdapat bebas di alam dalam bentuk molekul diatomik N2, sukar bereaksi dengan zat lain, karena molekul gas nitrogen mempunyai ikatan kovalen rangkap tiga yang kuat. Sehingga gas nitrogen ini dapat bereaksi dengan unsur lain pada temperatur tinggi. Fosfor adalah unsur nonlogam, terletak pada golongan VA dan periode ketiga.Unsur fosfor di alam tidak terdapat dalam keadaan bebas, tetapi terikat 89. 88 dengan dengan unsur-unsur lain dalam bentuk senyawa di dalam mineral.Sifat-sifat fosfor bebeda berdasarkan jenis-jenisnya meliputi fisfor putih, fosfor merah, dan fosfor hitam. Fosfor putih berupa padatan, titi lebur rendah, unsur nonlogam, beracun, dan bersinar pada keadaan gelap, fosfor merah berupa serbuk, tidak midah menguap, tidak beracun, dan tidak bersinar pada keadaan gelap, sedangkan pada fosfor hitam kurang reaktif dibanding fosfor merah. Unsur-unsur Logam Transisi Unsur-unsur golongan transisi adalah unsur logam yang memiliki kulit elektron d atau f yang tidak penuh dalam keadaan netral atau kation. Unsur golongan transisi mempunyai 53 unsur. Gambar 1 klasifikasi u