Modul Kimia Redoks Berbasis Quantum Learning Dengan Langkah TANDUR Kelas X SMA Penulis Rifqi alfiyan adib Desain Cover Rifqi alfiyan adib Desain Isi Rifqi alfiyan adib Pembimbing Anita Fibonacci, M.Pd Teguh Wibowo, M.Pd Cetakan Pertama: Juli 2020 Penerbit Pendidikan Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN Walisongo Semarang
KATA PENGANTAR Segala pujisyukur dan rahmat kami panjatkan kepada Allah SWT, sholawat serta salam kami ucapkan kepada nabi Muhammad SAW beserta para sahabat dan keluarganya. Berkat limpahan dan rahmatnya kami dapat menyelesaikan modul ini dengan baik. Modul Kimia berbasis Quantum Learning Dengan Langkah TANDUR disusun sebagai bahan ajar mandiri untuk memenuhi kebutuhan peserta didik dalam mempelajari materi redoks. Modul ini dibuat agar peserta didik mengetahui manfaat ilmu kimia terutama pada bab reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari Sedangkan Quantum Learning Dengan Langkah TANDUR merupakan petunjuk, strategi dan seluruh proses belajar yang dapat mempertajam pemahaman dan daya ingat, serta membuat belajar sebagai suatu proses yang menyenangkan dan bermanfaat. Modul ini berisi materi kimia yang disesuaikan dengan KI dan KD serta gambar dan video yang terkait dengan materi untuk memudahkan peserta didik dalam belajar dan menghilangkan persepsi peserta didik bahwa kimia sulit dan membosankan. Demikian modul yang kami buat, semoga dalam penyusunan ini dapat bermanfaat bagi peserta didik. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan modul ini banyak kekurangan, untuk itu penulis meminta kritik dan saran bagi pembaca yang membangun kami harapkan untuk perbaikan modul ini di masa mendatang. Penulis i
DAFTAR ISI COVER PENERBIT KATA PENGANTAR ......................................................................... i PENDAHULUAN 1. Daftar isi................................................................................... ii 2. Daftar gambar .......................................................................... iii 3. Petunjuk penggunaan modul...................................................... iv 4. Kompetensi inti dan kompetensi dasar......................................... vi 5. Kompetensi dasar dan indikator.................................................. vii 6. Peta Konten .............................................................................. ix 7. Peta Konsep............................................................................... xii REAKSI REDOKS 1. Apersepsi (Tumbuhkan) ........................................................... 2 2. Pelepasan dan Penerimaan Oksigen (Alami)............................... 5 3. Pengikatan dan Pelepasan Elektron .......................................... 13 4. Perubahan Bilangan Oksidasi ................................................... 16 5. Aturan Redoks......................................................................... 22 6. Reduktor Oksidator ................................................................. 25 7. Reaksi Autoredoks dan Anti Autoredoks.................................... 30 8. Tatanama Senyawa Redoks Menurut Aturan IUPAC ................... 32 REFLEKSI DIRI (NAMAI).............................................................. 36 RANGKUMAN................................................................................ 38 PRAKTIKUM (DEMONSTRASIKAN).............................................. 39 EVALUASI (ULANGI).................................................................... 43 PENILAIAN EVALUASI (RAYAKAN) ............................................. 55 GLOSARIUM ................................................................................ 56 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................... 57 ii
DAFTAR GAMBAR Gambar 1 perkaratan paku ............................................................... 1 Gambar 2 Perkaratan rantai sepeda .................................................. 2 Gambar 3. Miniature becak .............................................................. 6 Gambar 4 besi ................................................................................ 6 Gambar 5 logam besi ....................................................................... 7 Gambar 6 pembakaran sampah ........................................................ 7 Gambar 7 pemanasan global ........................................................... 10 Gambar 8 paku .............................................................................. 10 Gambar 9 paku berkarat ................................................................. 10 Gambar 10 perkaratan seng galvani ................................................. 13 Gambar 11 las termit rel kereta ....................................................... 15 gambar 12 fotosintesis..................................................................... 16 gambar 13 pemutih pakaian ............................................................ 17 iii
PETUNJUK PENGUNAAN MODUL Baca Indikator Lanjut ke sub materi Pahami peta konsep Periksa jawaban Baca dan pahami kepada guru materi modul Kerjakan soal latihan Tanyakan ke guru jika ada kesulitan Praktikum mengenai reaksi redoks “Skema petunjuk penggunaan modul bagi peserta didik” iv
Memberi pemahaman awal Melaksanakan evaluasi Membimbing praktikum dan penilaian dan diskusi Mengorganisasi Menjadi fasilitator dan pembelajaran pemecah kendala Membantu menentukan dan mengakses referensi “Skema petunjuk penggunaan modul bagi Guru” v
Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar 1. Kompetensi Inti (KI) KI.1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. KI.2 : Menunjukkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan proaktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. KI.3 : Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. KI.4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkrit dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan. vi
Kompetensi dasar dan indikator Kompetensi Dasar Indikator 1.1.1 Mensyukuri atas keberadaan reaksi redoks 1.1 Menyadari adanya keteraturan struktur partikel yang menunjukkan keseimbangan materi sebagai wujud komponen di alam sebagai salah satu kebesaran Tuhan YME dan kebesaran Tuhan YME. pengetahuan tentang struktur 1.1.2 Mengakui manfaat adanya senyawa yang partikel materi sebagai hasil mengalami reaksi redoks dalam pemikiran kreatif manusia kehidupan sehari-hari untuk kepentingan yang kebenarannya bersifat sesama manusia tentatif. 2.1.1 Mendiskusikan hubungan antara reaksi redoks dengan kehidupan sehari-hari 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah untuk menunjukkan sikap kritis. (memiliki rasa ingin tahu, 2.1.2 Menyelesaikan tugas terkait reaksi redoks disiplin, jujur, objektif, dengan sikap bertanggung jawab. terbuka, mampu membedakan 2.1.3 Menunjukkan sikap aktif dalam melakukan fakta dan opini, ulet, teliti, kerjasama kelompok bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif, demokratis, 3.9.1 Peserta didik mampu menjelaskan konsep komunikatif) dalam reduksi oksidasi ditinjau dari merancang dan melakukan penggabungan dan pelepasan oksigen percobaan serta berdiskusi beserta contoh dalam kehidupan sehari – yang diwujudkan dalam sikap hari. sehari- hari. 3.9.2 Peserta didik mampu memahami konsep 3.9 Menganalisis perkembangan reaksi reduksi oksidasi ditinjau dari konsep reaksi oksidasi reduksi pelepasan dan penerimaan electron serta menentukan bilangan beserta contohnya dalam kehidupan sehari - hari. oksidasi atom dalam molekul atau ion. vii
Kompetensi Dasar Indikator 3.9.3 Peserta didik mampu menentukan bilangan oksidasi unsur dalam suatu senyawa. 3.9.4 Menjelaskan konsep reaksi oksidasi dan reduksi ditinjau dari peningkatan dan penurunan bilangan oksidasi beserta contoh dalam kehidupan sehari - hari. 3.9.4 Peserta didik mampu menganalisis oksidator dan reduktor dalam reaksi redoks 3.9.6 Peserta didik mampu menjelaskan pengertian reaksi autoredoks 4.9. Merancang, melakukan, dan 4.9.1 Mendiskusikan contoh fenomena yang menyimpulkan serta berhubungan dengan reaksi redoks dalam menyajikan hasil percobaan kehidupan sehari- hari. reaksi oksidasi reduksi. 4.9.2 Menyimpulkan contoh fenomena reaksi redoks yang berhubungan dengan reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari . viii
Peta konsep Secara implisit, melalui bagian ini Anda akan menemukan materi-materi apa saja yang akan dipelajari dalam materi. Pendahuluan Berisi apersepsi untuk mengantarkan ke topik materi. Ayo Diskusi Melatih Anda untuk memecahkan masalah bersama teman kelompok. Berisi sub materi yang akan dipelajari, tujuan pembelajaran dan istilah penting ix
Catatan Berisi kata kunci penting yang harus di ingat dan di pahami dalam materi Contoh soal Berisi contoh soal untuk membantu peserta didik dalam memahami materi Namai Berisi tentang istilah-istilah yang harus di jelaskan peserta didik yang sudah dibahas dalam materi x
link Membawa anda kehalaman youtube yang membantu anda untuk memahami materi yang anda pelajari Rangkuman Berisi ringkasan dari keseluruhan konsep materi yang dipelajari Demostrasikan Memberikan kesempatan kepada anda untuk melakukan pengujian dan mengaplikasikan teori dan pembuktian ilmiah Ulangi/Evaluasi Berisi kumpulan soal-soal dari keseluruhan materi yang telah dipelajari. xi
Reaksi reduksi dan oksidasi (redoks) mengalami Melibatkan oksidator Reduktor Perkembangan konsep Mengalami Mengalami Antara lain reduksi oksidasi Melibatkan Konsep redoks Konsep redoks Konsep redoks Bilangan oksidasi berdasarkan berdasarkan berdasarkan Mendasari pelepasan dan pelepasan dan kenaikan dan pengabunggan pengikatan penurunan Tata nama senyawa oksigen elektron biloks xii
Pendahuluan Reaksi kimia banyak dijumpai dalam lingkungan dan kehidupan sehari– hari. Seringkali manusia tidak menyadari dengan proses apa yang sebenarnya terjadi, padahal proses–proses tersebut menjadi pemandangan nyata dalam kehidupan sehari–hari salah satu reaksi kimia disini adalah reaksi reduksi dan oksidasi (redoks). Reaksi kimia dapat digolongkan sebagai reaksi redoks dan bukan redoks. Reaksi redoks atau yang biasa dikenal sebagai reaksi reduksi-oksidasi merupakan salah satu reaksi kimia yang memiliki peran penting dalam kehidupan. Perkaratan besi atau pemutihan merupakan dua diatara banyak contoh terjadinya reaksi redoks. Beberapa contoh lain diantaranya adalah proses pembakaran, pengolahan logam, daur ulang perak. Beberapa aplikasi reaksi redoks yang berguna dalam kehidupan. Konsep redoks sendiri telah mengalami beberapa perkembangan. Awalnya konsep redoks dikaitkan dengan pengikatan atau pelepasan oksigen, kemudian dikaitkan dengan pengikatan atau pelepasan elektron, hingga akhirnya dengan perubahan bilangan oksidasi. Pada bab ini, akan dibahas ketiga konsep redoks tersebut, aplikasi reaksi redoks dalam kehidupan , Menerapkan aturan IUPAC untuk penamaan senyawa anorganik dan organik sederhana, Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan reaksi oksidasi-reduksi. contoh reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari : Gambar 1. Perkaratan paku Sumber : www. detik.com 1
REDOKS Reaksi kimia banyak dijumpai dalam lingkungan dan kehidupan sehari– hari. Seringkali manusia tidak menyadari dengan proses apa yang sebenarnya terjadi, padahal proses–proses tersebut menjadi pemandangan nyata dalam kehidupan sehari – hari salah satu reaksi kimia disini adalah reaksi reduksi dan oksidasi (redoks). Perhatikan benda-benda logam yang ada di sekitar kalian. Misalnya pagar besi, Ketika cat yang melapisinya terlupas, maka lama kelamaan akan berkarat dan berubah menjadi hitam. Apa yang menyebabkan terjadinya perubahan warna pada buah, sayur, dan besi tersebut? Mengapa perubahan tersebut tidak terjadi ketika kulit belum dikupas? Terjadinya perubahan warna tersebut menunjukkan bahwa reaksi kimia telah terjadi. Jenis reaksi apakah yang terjadi? Suatu petunjuk penting untuk memecahkan teka teki tersebut adalah pengamatan bahwa perubahan warna pada apel, kentang, dan terong terjadi hanya bila kulit dikupas dan perkaratan besi terjadi jika cat terlupas. Perubahan warna pada buah dan sayur yang sudah dipisahkan dengan kulitnya serta perkaratan pada besi adalah contoh reaksi reduksi dan oksidasi. Reaksi oksidasi reduksi selalu terjadi secara bersamaan yang disebut dengan reaksi redoks. Konsep reduksi dan oksidasi sangat penting untuk dipelajari dan dipahami. Dengan memahami reaksi reduksi oksidasi (redoks) dengan kita mepelajari reaksi reduksi dan oksidasi maka kita dapat meminimalisir kerusakan bahan-bahan penting akibat dari reaksi redoks dapat dicegah atau dihindari. (fajri ,2017). 2
Pernahkah kalian memperhatikan rantai sepeda kalian? Apa yang terjadi jika rantai sepeda kalian di biarkan terlalu lama tanpa kalian lumuri dengan pelumas dan sering terkena air hujan? ketika cat yang melapisinya terkelupas maka rantai akan berkarat dan berubah warna. Apa yang menyebabkan terjadinya perubahan warna pada besi tersebut? Mengapa perubahan tersebut tidak terjadi ketika kita rajin memberi pelumas baik oli dan sejenisnya? Terjadinya perkaratan dan perubahan warna pada rantai sepeda kalian menunjukkan bahwa reaksi kimia telah terjadi. Jenis reaksi apakah yang terjadi pada rantai sepeda tersebut? sehingga mengakibatkan suatu besi dapat berkarat. https://www.youtube.com/watch? Lalu apa hubungan antara v=Itkkrg3bDpw berkaratnya besi dengan udara?? 3
Adakah hubungan antara berkaratnya besi dengan udara?? Kita ketahui bahwa besi merupakan logam yang berwarna abu-abu dan berkilau contohnya seperti paku, obeng, mobil dan kapal. Besi ( Fe2+ ) merupakan suatu unsur namun ketika besi bertemu dengan O2 atau H2O maka besi akan bereaksi sehingga menghasilkan senyawa baru yang sering kalian sebut dengan karat (Fe2O3). Reaksi: 4 Fe(s) + 3 O2(g )→ 2 Fe2O3(s) Jadi rantai sepeda yang kita biarkan lama tanpa kita beri pelumas dan sering terkena udara atau air maka akan mengalami reaksi oksidasi sehingga membuat besi menjadi berkarat. Untuk menjelaskan pengertian redoks terdapat tiga perkembangan konsep redoks yang ada saat ini yaitu: • pengikatan dan pelepasan oksigen https://www.youtube.com/watch? • pelepasan dan penerimaan elektron v=h5iUILi_Wx0 • perubahan bilangan oksidasi. “Supaya kita lebih memahami tentang materi redoks mari kita pelajari dari awal perkembangan konsep sampai Tatanama Senyawa Redoks” 4
Reaksi redoks Reaksi redoks adalah reaksi reduksi dan oksidasi. Konsep reaksi oksidasi dan reduksi mengalami perkembangan yang pada awalnya didasarkan pada mengikat oksigen dinamakan reaksi oksidasi dan pelepasan oksigen dinamakan reaksi reduksi. Pada perkembangan berikutnya ditemukan bahwa reaksi redoks tidak selalu melibatkan oksigen. Para ahli meninjau dari serah terima elektron. Reaksi oksidasi melepaskan elektron sedangkan reaksi reduksi menerima elektron. Pada perekembangan terakhir, reaksi redoks didasarkan pada perubahan bilangan oksidasi. Dalam reaksi redoks, proses reduksi dan oksidasi terjadi bersamaan. Artinya, pada saat suatu reaktan mengalami oksidasi, maka reaktan lain mengalami reduksi. Untuk lebih jelasnya kita jabarkan 3 konsep yang menjelaskan mengenai oksidasi dan reduksi yaitu berdasarkan: 1 Reaksi Oksidasi Reduksi ditinjau dari Pengikatan dan Pelepasan Oksigen Konsep Redoks Istilah Penting ! Ayo Kita Pelajari • Oksidasi • Reduksi Konsep Redoks Tujuan Akhir Pembelajaran Peserta didik mampu menjelaskan konsep Reduksi dan oksidasi ditinjau dari pengikatan dan pelepasan oksigen, beserta contoh dalam kehidupan sehari – hari. 5
Reaksi reduksi Perhatikan gambar dibawah ini Bagian bagian dari miniatur becak di atas tersusun dari bahan dasar logam besi dengan campuran nikel, chrom maupun kobalt. Lantas apakah kalian mengetahui bagamaina pengolahan pembuatan logam Gambar 3. Miniature becak besi dan reaksi apa yang terjadi? https://shopee.co.id/Miniatur Logam besi diolah dari bijih besi dengan cara mereduksi bijih besi dengan karbon. Proses reduksi bijih menjadi logam besi biasanya menggunakan dapur tinggi dengan suhu 1320-1800°C. Proses ini dikenal sebagai peleburan (Setyobudi, 2013). Gambar 4. Biji besi Gambar 5. Logam besi https://id.wikipedia.org/wiki/Besi https://id.wikipedia.org/wiki/Besi Pada pengolahan bijih besi terdapat reaksi reduksi sebagai berikut: 6
Reaksi : 2 Fe2O3(s) → 4 Fe(s)+ 3 CO2(g) Pada Fe2O3 atom Fe mengikat 3 buah atom oksigen pada senyawanya kemudian setelah direaksikan dengan karbon, oksigen dilepaskan Dari reaksi di atas reaksi reduksi dapat diartikan sebagai pelepasan oksigen oleh suatu zat. Reaksi oksidasi Untuk mengetahui pengertian oksidasi dan reduksi, perhatikanlah contoh berikut ini Contoh reaksi oksidasi: C(s) + O2(g) CO2 (g) 4 Fe(s) + 3O2 (g) 2 Fe2O3(s) 2 Cu(s) + O2 (g) 2 CuO(s) S(s) + O2 (g) SO2(g) Pada reaksi diatas C mengikat O2 membentuk CO2 demikian juga dengan Fe, Cu dan S berturut – turut menjadi Fe2O3, CuO, SO2 setelah mengikat oksigen. Jadi, C, Fe, Cu dan S telah mengalami reaksi oksidasi. Dari reaksi diatas reaksi oksidasi dapat kita artikan sebagai pengikatan oksigen oleh suatu zat. Bagaimana kalian bisa menentukan bahwa suatu reaksi melepas dan mengikat oksigen? Amati beberapa contoh reaksi yang mengikat oksigen berikut: a. Pembakaran sampah b. Proses Pengaratan 7
a. Pembakaran sampah Sampah rumah tangga yang menumpuk, apabila tidak dibakar atau didaur ulang tentu akan membusuk dan menimbulkan bencana besar. Sebab bakteri tumbuh dan menyebarkan berbagai macam penyakit. Pada umumnya, sampah rumah tangga berupa plastik, kertas ,daun, dan sisa-sisa makanan. Jika sampah dibakar akan menimbulkan asap dan gas lainnya yang berbahaya. Kita bisa ambil contoh pembakaran sampah Gambar 6. Pembakaran sampah plastik, pembakaran plastik menghasilkan gas CO2 yang menjadi http://dlh.binjaikota.go.id/mem salah satu penyebab menaikkan bakar suhu bumi atau pemanasan global. Perlu kita ketahui beberapa dampak dari pemanasan global adalah sebagai berikut : 1) Mencairnya es yang berada di kutub utara dan selatan 2) Menipisnya lapisan ozon 3) Terjadinya pergantian musim yang tidak teratur 4) Naiknya permukaan air laut. Gambar 7. Pemanasan global Bahan dasar plastik berupa https://smpn2purworejo.sch.id/ etena, vinil klorida, etuna dan lain sebagainya. Jika dibakar, etena (C2H4) terurai menjadi gas CO2 dan H2O reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut: 8
C2H4 (g) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 2 H2O(l) Reaksi di atas merupakan reaksi oksidasi karena melibatkan pengikatan oksigen. Pada saat dibakar, etena bereaksi dengan oksigen. Hal ini menunjukan bahwa dalam peristiwa pembakaran sampah plastik terjadi reaksi redoks. Jadi jangan membakar plastik ya…!! b. Proses Pengaratan Proses korosi merupakan peristiwa elektrokimia. Dimana suatu logam akan mengalami korosi bila permukaan logam terdapat bagian yang berperan sebagai anoda, dan di bagian lain berperan sebagai katoda. Proses korosi terjadi pada besi. Ketika salah satu besi terkena air, maka bagian dari besi itu dapat berfungsi sebagai anoda. Gambar 8. paku Gambar 9. Paku berkarat https://www.tokopedia.com/ https://www.tribunnews.com/tr avel Pernahkah kalian melihat paku yang berkarat? mengapa dapat terjadi demikian ? Paku terbuat terbuat dari campuran logam besi dan chrom. Benda-benda yang terbuat dari logam besi dapat 9
mengalami karatan (korosi). Korosi (karatan) merupakan suatu reaksi redoks antara logam dan berbagai zat seperti oksigen di udara dan uap air yang ada di sekitarnya, sehingga menghasilkan senyawa yang tidak dikehendaki (karat). Jika antara logam misalnya besi, oksigen dan uap air terjadi kontak terus-menerus, maka besi akan mengalami oksidasi. Pada paku yang berkarat terjadi reaksi oksidasi sebagai berikut : Reaksi : 4 Fe(s)+ 3O2 (g) → 2 Fe2O3(s) Ion Fe2+ yang dihasilakan akan masuk dalam tetesan air itu dan akan teroksidasi oleh oksigen dari udara yang akan menjadikan Fe3+ dan membentuk senyawa Fe2O3. XH2O. yaitu karat besi dengan warna cokelat kemerahan. Ini menjelaskan pernyataan pada awal bab diatas bahwasannya ada hubungan terjadinya korosi rantai sepeda dengan udara. Tahukah kalian tentang apa itu korosi ? Korosi adalah reaksi kimia dan elektrokimia Korosi antara logam dengan lingkungan sekitarnya. Kita adalah biasa menyebutnya dalam bahasa sehari–hari .. 10
dengan perkaratan. Ukuran mudah atau tidaknya suatu logam mengalami perkaratan bergantung pada harga potensial reduksinya. Makin negatif harga potensial reduksinya maka semakin besar harga potensial oksidanya, maka logam itu semakin mudah berkarat korosi yang terjadi pada logam berbahaya korosi dapat mengancam keselamatan jiwa. Bayangkan apabila sepeda yang kita miliki mengalami korosi hingga keropos, bahkan bisa patah. Begitu pula apabila korosi terjadi pada jembatan atau gedung – gedung. Korosi pada peralatan makan juga dapat membahayakan kesehatan, berbagai penyakit akan timbul apabila kita menggunakan peralatan makan yang mengalami korosi. Misalya, penyakit kanker dan saluran pernapasan. Oleh karenanya kita harus menggunakan peralatan-peralatan yang tidak mudah korosi. Adapun faktor-faktor yang menyebabkan korosi, antara lain sebagaiberikut: 1 Kelembapan udara dan air. 2 Tingkat keasaman. 3 Kontak dengan elektrolit. 4 Adanya pengotor dan kontak dengan logam yang kurang aktif. 5 Kasar atau halusnya permukaan logam. Cara Pencegahan Korosi 1. Untuk menghindari kontak langsung dengan bahan yang dapat menyebabkan korosi, maka dilakukan dengan cara sebagai berikut: Pengecatan, pelapisan logam dengan plastik, dan memberi minyak atau gemuk. 11
2. Galvanisasi, melapisi dengan seng. 3. Sherardizing, yaitu cara yang dilakukan dengan mereaksikan logam dengan asam fosfat, sehingga permukaan besi tertutup dengan fosfat. 4. Electroplating, yaitu melapisi logam dnegan kromium, melapisi dengan timah, melapisi nikel, dan melapisi dengan timbal. 5. Perlindungan katodik, menghubungkan logam yang akan dilindungi dengan logam lain yang mempunyai potensial elektrode yang sangat rendah (Budi Utomo, 2009). Ayo Berdiskusi kalian pernah melihat tulisan stainless steel pada peralatan makan atau dapur. Stainless steel terbuat dari paduan besi, nikel, dan krom. Mengapa Logam paduan ini tidak mengalami korosi ? diskusikan bersama kelompokmu CATATAN : • Zat yang mengalami oksidasi apabila terjadi pengikatan oksigen oleh suatu zat • Zat yang mengalami Reduksi apabila terjadi pelepasan oksigen oleh suatu zat 12
2 Reaksi Oksidasi Reduksi ditinjau dari Pelepasan dan Penerimaan Elektron Konsep Redoks Istilah Penting ! Ayo Kita Pelajari • Oksidasi • Reduksi Konsep Redoks Tujuan Akhir Pembelajaran Peserta didik mampu menjelaskan konsep Reduksi dan oksidasi ditinjau dari pengikatan dan pelepasan elektron, beserta contoh dalam kehidupan sehari-hari. Perkembangan ilmu kimia mempengaruhi konsep definisi reaksi redoks. Dengan ditemukannya peranan elektron di dalam ikatan kimia, pengertian redoks juga mengalami perluasan. Reaksi redoks kemudian didasarkan pada pelepasan dan penerimaan elektron pada suatu reaksi. Konsep pelepasan dan pengikatan elektron menjelaskan bahwa atom, ion, atau molekul dapat bereaksi jika saling memberi dan menerima elektron. Jadi, salah satu spesi (zat yang terlibat dalam reaksi) melepas elektron dan spesi yang lain menerima elektron, pada peristiwa ini, pelepasan dan penerimaan elektron terjadi dalam waktu yang sama. Meskipun kita tidak bisa melihat elektronnya berpindah, namun kita dapat mengamati perubahan pada kedua spesi tersebut. 13
Perhatikan contoh reaksi reduksi berikut ini : Br + e- → Br - O + 2e → O2- Atom brom menerima 1 elektron, Atom oksigen menerima 2 Atom brom tereduksi menjadi ion elektron, Atom oksigen tereduksi Br- menjadi ion oksida. Perhatikan contoh reaksi oksidasi berikut ini : Na → Na+ + e- K → K+ + e- Atom natrium melepas 1 elektron. Atom kalium melepas 1 elektron. Atom natrium teroksidasi menjadi Atom kalium teroksidasi menjadi ion natrium. ion kalium. Ca → Ca2+ + 2e- Fe2+ → Fe3+ + e- Atom kalsium melepas 2 elektron. Atom kalsium teroksidasi menjadi Ion besi (II) melepas 1 elektron. ion kalsium. Ion besi (II) teroksidasi menjadi Ion besi (III). Perbedaan konsep reaksi oksidasi dan reduksi berdasarkan pelepasan dan pengikatan elektron dapat kalian perhatikan pada reaksi diatas. Kita bisa membedakan antara reaksi oksidasi dan reduksi berdasarkan konsep pelepasan elektron dan pengikatan elektron dengan cara mencermati letak elektron. Apabila elektron berada disebelah kanan maka suatu reaksi dinamakan reaksi oksidasi. Sementara itu, jika letak elektron berada di sebelah kiri, maka suatu reaksi disebut reaksi reduksi. Supaya kita lebih mudah memahami pengertian reaksi reduksi dan oksidasi berdasarkan knsep pelepasan elektron dan pengikatan elektron, perhatikan contoh berikut: 14
Perhatikan gambar dibawah ini Apa yang terjadi pada logam seng galvani di samping jika bereaksi dengan udara? 2 Zn(s)+ O2(g) → 2 Zn2+(s) + 2 O2-(s) Reaksi oksidasi dapat diartikan sebagai reaksi pelepasan elektron. Dalam reaksi diatas Zn mengalami oksidasi karena melepaskan elektron. Sedangkan O2 mengalami reaksi reduksi karena menerima elektron darilogam Zn. 15
CATATAN : Reaksi lengkap dari perkaratan logam seng: • Zat yang mengalami oksidasi apabila terjadi pelepasan elektron • Zat yang mengalami reduksi apbila mengikat atau menerima elektron 3 Reaksi Oksidasi Ditinjau Dari Perubahan Bilangan Oksidasi Konsep Redoks Istilah Penting ! Ayo Kita Pelajari • Oksidasi • Reduksi Konsep Redoks Tujuan Akhir Pembelajaran Peserta didik mampu menjelaskan konsep Reduksi dan oksidasi ditinjau dari kenaikan dan peningkatan bilangan oksidasi, beserta contoh Konsep reaksi redoks di atas merupakan konsep reaksi redoks yang sudah lama. Konsep reaksi redoks yang baru berdasarkan perubahan bilangan oksidasinya. Bilangan oksidasi adalah muatan listrik yang seakan 16
akan dimiliki oleh atom unsur dalam molekul senyawa atau dalam ion yang dibentuknya, untik lebih jelasnya kita cermati contoh reaksi reduksi dan oksidasi berikut. Reaksi reduksi Coba perhatikan Reaksi reduksi antara tembaga (II) sulfat dan Zn berikut ini. Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu Bilangan oksidasi 0 +2 +2 0 reduksi Bilangan oksidasi tembaga menurun dari +2 menjadi 0 dengan demikian dapat kita katakan ion tembaga mengalami reduksi menjadi logam tembaga. Reaksi oksidasi Coba perhatikan contoh reaksi oksidasi berikut ini: Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+ Bilangan oksidasi +2 0 0 +2 oksidasi Atom Zn (bilangan oksidasi= 0) menjadi ion Zn2+ (bilangan oksidasi= +2). Atom Zn mengalami kenaikan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +2. Dengan demikian, dapat kita katakan atom Zn mengalami oksidasi menjadi Zn2+ H2 + O2 → H2O +1 -2 Bilangan oksidasi 0 0 oksidasi 17
Molekul H2 mengalami kenaikan bilangan oksidasi dari 0 menjadi +1. Dengan demikian, dapat kita katakan molekul H mengalami oksidasi. Bagaimana sudahkah kalian memahami Reaksi Oksidasi Ditinjau Dari Perubahan Bilangan Oksidasi, supaya kalian lebih memahaminya mari simak contoh berikut ini: Pernahkah kalian melihat proses penggabungan besi pada rel kereta api? Pada penggabungan besi rel kereta api digunakan proses pengelasan dengan termit. Las termit adalah penyambungan/las antara dua batang rel melalui suatu reaksi kimia dengan menggunakan termit (besi oksida dengan bubuk aluminium). Metode ini dilaksanakan dengan bahan yang sederhana dan menghasilkan sambungan yang baik. Hasil reaksi tersebut berupa besi ditambah dengan kerak Al2O3. Energi panas yang t biloks Al mengalami kenaikan dari 0 menjadi +3 (mengalami oksidasi). Dari reaksi di atas dapat diartikan bahwa reaksi oksidasi merupakan zat yang mengalami kenaikan angka biloks, sedangkan reduksi merupakan zat yang mengalami penurunan angka biloks. 18
https://www.youtube.com/wat CATATAN : ch?v=jCplyyCpu5E • Zat mengalami oksidasi apabila terjadi kenaikan biloks. • Zat mengalami reduksi apabila terjadi penurunan biloks. Aplikasi Redoks Dalam Fotosintesis 19
Fotosintesis adalah proses pembuatan makanan oleh tumbuhan. Dalam proses tersebut terjadi penyusunan zat gula dan oksigen dengan menggunakan cahaya matahari, air dan karbon dioksida. Pada langkah pertama, energi cahaya digunakan untuk membebaskan atom hidrogen, menguranginya dan menciptakan gas oksigen, atom-atom ini kemudian mereduksi karbon dalam karbon dioksida. Hal ini dapat dinyatakan kira- kira sebagai karbon dioksida + air + energi cahaya → karbohidrat + oksigen + air. Secara keseluruhan, reaksi seimbang untuk fotosintesis biasanya ditulis: 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 +6O2 Reduksi Oksidas is Dalam reaksi tersebut, terjadi penerapan redoks: Oksidasi dalam unsur oksigen (O), berubah biloks dari -2 menjadi 0 Reduksi dalam unsur karbon (C), berubah biloks dari +4 menjadi 0. Melalui reaksi redoks tumbuhan yang berfotosintesis dapat menghasilkan gula dan oksigen, sehingga glukosa dapat digunakan sebagai sumber energi utama bagi tumbuhan. Selain itu oksigen yang dihasilkan dapat membersihkan udara, dan juga dibutuhkan oleh kita untuk bernafas. CO2 diambil oleh stomata dari udara bebas. Air diambil melalui akar dan dibawa ke daun. Cahaya matahari diambil dalam bentuk energi oleh klorofil. Proses fotosintesis pun berlangsung, dan akan menghasilkan O2 serta C6H12O6 (glukosa). 20
Reaksi Redoks Pada Pemutihan Pakaian Aplikasi reaksi redoks salah satunya adalah zat pemutih pakaian, padaproses pemutihan pakaian zat pengotor pada pakaian bertindak sebagai oksidator. Zat pemutih yang biasa digunakan adalah Natrium Hipoklorit (NaOCl) dan Hidrogen Peroksida (H2O2) sebagai pencerah warna putih. Namun, kamu harus hati-hati pada saat menggunakan NaOCl. Pastikan tidak ada pakaian yang berwarna selain putih yang ikut terendam. Jika ikut terendam, pakaian yang berwarna-warni itu akan pudar warnanya atau terbubuhi warna putih. Apakah yang menyebabkan NaOCl dapat memutihkan pakaian? 21
Jika dilarutkan dalam air, NaOCl akan terurai menjadi ion Na+ dan OCl. Ion OCl- (Hipoklorit) akan tereduksi menjadi ion klorin dan ion hidroksida. OCl- + 2e- +HOH → Cl- + 2OH- Biloks Cl dalam OCl- adalah +1, sedangkan biloks Cl- adalah -1. Berarti Cl mengalami reduksi atau bertindak sebagai oksidator. Sifat oksidator inilah yang menyebabkan NaOCl dapat mengoksidasi noda pada pakaian putih. 4 Aturan Menentukan Bilangan Oksidasi Redoks Ayo Kita Pelajari Istilah Penting ! Aturan menentukan bilangn oksidasi • Biloks Tujuan Akhir Pembelajaran Pes•ertaMedmidiakhmamami bpiluokMseamtoamhasmuiatbuilouknssuartodmalasmuastuenuynaswuar dataalaum sen•yawMioaenanteanutuioknan spesi oksidasi, reduksi, oksidator dan reduktor dalam reaksi redoks Unsur bebas atau senyawa dapat ditentukan dengan aturan sebagai berikut ini. 1. unsur bebas mempunyai bilangan oksidasi= 0 Contoh: Bilangan oksidasi H, N, dan Fe berturut turut dalam H2, N2, dan Fe= 0. 2. Fluorin, unsur yang paling elektronegatif, mempunyai bilangan oksidasi -1 pada semua senyawanya. 22
3. Bilangan oksidasi unsur logam selalu bertanda positif. Bilangan oksidasi beberapa unsur logam adalah sebagai berikut. Golongan IA ( logam alkali: Li, Na, K, Rb, Cs) = +1 Golongan IIA (alkali tanah: Be, Mg, Ca, Sr, Ba) = +2 Al = +3 Fe = +2 dan +3 Zn= +2 Hg = +1 dan +2 Ag= +1 Cu = +1 dan +2 Sn= +2 dan +4 Au = +1 dan +3 Pb= +2 dan +4 Pt = +2 dan +4 4. Bilangan oksidasi suatu ion tunggal sama dengan muatannya. Contoh: Bilangan oksidasi Fe dalam ion Fe3+= +3 Bilangan oksidasi S dalam ion S2-= -2 5. Bilangan oksidasi H umumnya= +1, kecuali dalam senyawanya dengan logam, bilangan oksidasi H= -1. Contoh : Bilangan oksidasi H dalam HCl, H2O, NH3= +1 Bilangan oksidasi H dalam NaH, BaH2= -1 6. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam suatu senyawa= 0 Contoh: H2SO4 (2 x biloks H) + (biloks S)+ ( 4 x biloks O) = 0 7. Jumlah bilangan oksidasi unsur-unsur dalam suatu ion poliatom= muatannya. Contoh : dalam S2O32- ( 2 x biloks S ) + (3 x biloks O ) = -2 23
https://www.youtube. com/watch?v=dqgmC rmr8fU Contoh Soal : Tentukan bilangan oksidasi unsur yang digaris bawahi pada zat/spesi berikut. 1. AgCl 2. SnO2 3. Cr2O72- Pembahasan AgCl : Bilangan oksidasi Cl = -1 (biloks Ag) + (1 x biloks Cl) = 0 (biloks Ag) + (1 x -1) = 0 Maka biloks Ag = -1 SnO2 : Bilangan oksidasi O = -2 (biloks Sn) + (2 x biloks O) = 0 (biloks Sn) + (2 x -2) = 0 Maka biloks Sn = -4 Cr2O72-:Bilangan oksidasi O = -2 ( 2 x biloks Cr) + (7 x biloks O ) = -2 ( 2 x biloks Cr) + (7 x -2 ) = -2 ( 2 x biloks Cr) + (-14 ) = -2 2 x biloks Cr = -2 +14 Biloks Cr = 12:2 Maka biloks Cr = 6 24
Catatan Lihat senyawanya! • Jika bermuatan maka nilai biloksnya menyesuaikan muatannya. • Jika tidak bermuatan maka biloksnya = 0 5 Reduktor dan Oksidator Redoks Istilah Penting ! Ayo Kita Pelajari • Oksidator Reduktor dan Oksidator • Reduktor Tujuan Akhir Pembelajaran Peserta menentukan oksidator dan reduktor dalam reaksi redoks https://www.you Apa itu Reduktor dan Oksidator......? tube.com/watch? v=TmAulfJPyNI 25
Berdasarkan uraian sebelumnya, apa yang dapat kalian simpulkan mengenai zat-zat kimia dihubungkan dengan konsep redoks? Semua zat kimia dapat dikelompokkan ke dalam dua kelompok, yakni zat-zat yang mengalami oksidasi dan zat-zat yang mengalami reduksi. Pada kegiatan ini, kalian akan mempelajari dan mengenal apa itu reduktor dan oksidator dalam reaksi redoks. Reduktor dan oksidator memiliki peranan penting dalam terjadinya reaksi redoks. Untuk lebih jelasnya pahamilah contoh berikut ini: 1. Reduktor dan oksidator dari pengikatan/pelepasan oksigen: Pada reaksi diatas zat yang menerima oksigen disebut oksidator Pada reaksi diatas zat yang kehilangan oksigen disebut reduktor 26
2. Pada reaksi diatas zat yang kehilangan oksigen disebut reduktor Zat yang melepas elektron disebut Reduktor Zat yang Menerima elektron disebut Oksidator 3. Reduktor dan oksidator dari kenaikan dan penurunan Biloks: Zat yang mengalami kenaikan biloks disebut Reduktor Zat yang mengalami Penurunan biloks disebut Oksidator Berdasarkan 3 contoh yang telah dipaparkan di atas dapat di ketahui bahwa Oksidator merupakan zat yang mengoksidasi zat lain dalam reaksi redoks, sedangkan reduktor adalah zat yang mereduksi zat lain dalam reaksi redoks. Oksidator akan mengalami reduksi, sedangkan reduktor mengalami oksidasi. 27
Oksidator = menyerap elektron, mengalami penurunan bilangan oksidasi Reduktor = melepas elektron, mengalami pertambahan bilangan oksidasi Mari kita lihat kembali reaksi pada pengggabungan besi rel kereta api : Pada reaksi di atas Fe2O3 mengalami reduksi menjadi Fe, sementara Al mengalami oksidasi menjadi Al2O3. Fe2O3 bertindak sebagai oksidator karena mengalami penurunan bilangan oksidasi, Fe bertindak sebagai hasil reduksi. Sedangkan Al bertindak sebagai reduktor karena mengalami pertambahan bilangan oksidasi, Al2O3. bertindak sebagai hasil oksidasi. INFO KIMIA Pernahkah kalian merasakan nyeri pada gigi yang berlubang yang telah ditambal saat menggigit makanan? Rasa nyeri sesaat yang dilakukan oleh syaraf gigi tersebut karena adanya reaksi redoks antara lapisan alumunium,air liur, serta obat yang dimasukan pada gigi berlubang ( biasanya perak atau campuran raksa). Kontak antara lapisan alumunium yang dipergunakan untuk menambal gigi dengan isi obat tersebut mengakibatkan hubungan arus pendek yang menyebabkan rasa nyeri pada gigi. 28
Contoh Soal : Tentukan reduktor, oksidator, hasil oksidasi, dan hasil reduksi pada reaksi redoks berikut ini ! 1. CuO + H2 → Cu + H2O 2. Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O Pembahasan Langkah pertama yang harus dilakukan ialah menentukan unsur yang mengalami perubahan biloks. Ingat, reduktor adalah zat yang mengalami oksidasi, oksidator adalah zat yang mengalami reduksi. Reduktor : H2 Hasil Oksidasi : H2O Oksidator : CuO Hasil Reduksi : Cu Reduktor : Cu Hasil Oksidasi : Cu(NO3)2 Oksidator : HNO3 Hasil Reduksi : NO 29
6 Reaksi Autoredoks dan Anti Autoredoks Redoks Istilah Penting ! Ayo Kita Pelajari • Autoredoks • Anti Autoredoks Reaksi Autoredoks dan anti Autoredoks Tujuan Akhir Pembelajaran Peserta didik mampu menjelaskan pengertian reaksi autoredoks dan anti autoredoks Seperti yang telah dijelaskan pada kegiatan sebelumnya, reaksi redoks adalah reaksi yang unsur-unsurnya mengalami kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi. Selain reaksi redoks terdapat pula reaksi non redoks dan autoredoks. Apa perbedaan ketiganya ? pahamilah contoh berikut! bilangan oksidasi Cl dalam Cl2 (unsur bebas) =0 bilangan oksidasi Cl dan NaCl =-1 bilangan oksidasi Cl dan NaClO =+1 Coba cermati Reaksi di atas merupakan reaksi autoredoks. 30
Contoh reaksi anti autoredoks pada reaksi tersebut hasil reduksi dan oksidasinya merupakan zat yang sama yaitu belerang (S). https://www.yout ube.com/watch?v =ALL5gGf3Bfo&t= 67s 31
7 Tatanama Senyawa Redoks Menurut Aturan IUPAC Redoks Ayo Kita Pelajari Tatanama Senyawa Redoks Tujuan Akhir Pembelajaran Peserta didik mampu memberi nama senyawa menurut aturan IUPAC IUPAC (International union of pure and applied Apa itu IUPAC ...... ? chemistry) adalah organisasi dunia yang mengatur tata nama, lambang, danistilah–istilah kimia yang lain. Tata nama senyawa redoks menurut IUPAC ditentukan berdasarkan bilangan oksidasi dan menggunakan tata nama senyawa biner. Senyawa biner adalah senyawa yang Antioksidan terdiri dari dua unsur. Senyawa biner terbentuk dari unsur logam dan unsur non-logam, atau terbentuk dari dua unsur non logam. bagaimana penulisan tatanama senyawa biner yang terbentuk dari unsur logam dan unsur non logam? Pahami uraianberikut. a. Senyawa biner yang berasal dari unsur logam dan non logam. 1) Memberi nama unsur logam terlebih dahulu kemudian nama unsur non logam ditambah dengan akhiran-ida. Contoh: NaCl natrium klorida K2O kalium oksida 32
2) Untuk unsur logam yang memiliki bilangan oksidasi lebih dari satu jenis, maka aturan penulisan nama senyawa sebagai berikut: Nama logam + biloks logam dengan angka romawi dalam kurung + nama unsur kedua berakhiran K2O–ida. Contoh: FeS Besi(II) sulfida Fe2S3Besi(III) sulfida Selain itu, penamaan unsur logam yang memiliki bilangan oksidasi lebih dari satu, dapat juga dituliskan sebagai berikut. UTnsur Biloks Contoh senyawa Nama senyawa a Hg 1 HgCl raksa(I) klorida bHG 2 HgCl2 raksa(II) klorida eMn 3 MnO mangan(II) oksida l Mn 4 Mn2O3 mangan(III) oksida Mn 5 Mn2O4 =MnO2 mangan(IV) oksida TMn 6 Mn2O6 = MnO3 mangan(VI) oksida aMn 7 Mn2O7 mangan(VII) oksida ta Nama unsur logam yang memiliki biloks >1 Logam yang memiliki bilangan oksidasi kecil diberi nama sesuai logamnya ditambah akhiran–o, sedangkan logam yang memiliki bilangan oksidasi besardiberi nama sesuai logamnya ditambah dengan akhiran–i Contoh : FeCl2 = fero klorida FeCl3= feri klorida Cu2O= kupro oksida 33
b. Senyawa biner berasal dari dua unsur non logam Cara penamaannya dengan menuliskan unsur yang mempunyai bilangan oksidasi positif terlebih dahulu, kemudian unsur yang memiliki bilangan oksidasi negatif. Misalnya HBr (Hidrogen Bromida). Unsur H ditulis terlebih dahulu karena memiliki bilangan oksidasi positif, sedangkan unsur Br ditulis setelah unsur H karena memiliki bilangan oksidasi negatif. Unsur-unsur non logam juga dapat membentuk lebih dari senyawa biner. Oleh karena itu, aturan dalam penamaan senyawa nonlogam menggunakan awalan sebagaimana tertera pada tabel. Tabel 2.2 awalan senyawa biner dari dua unsur non logam . Angka Nama 1 Mono 2 3 Di 4 Tri 5 Tetra 6 Penta 7 Heksa 8 Hepta 9 Okta 10 Nona Deka Contoh pemberian nama senyawa biner yang tersusun dari duaunsur non logam NO = Nitrogen monoksida 34
NO2 = Nitrogen dioksida N2O=dinitrogen monoksida BF3= Boron triflourida PCl5= Fosfor pentaoksida (Hidayat, 2013). https://www.youtube.com/watch?v=d0uRuiTCBhY 35
Dari konsep redoks di atas, berilah kesimpulan tentang pengertian reaksi reduksi dan oksidasi, menurut: 1. Pengikatan dan Pelepasan oksigen a. Reduksi adalah .................................................... b. Oksidasi adalah ................................................... 2. Pelepasan dan Penerimaan elektron a. Reduksi adalah .................................................... b. Oksidasi adalah ................................................... 3. Perubahan Bilangan oksidasi a. Reduksi adalah .................................................... b. Oksidasi adalah ................................................... 4. jelaskan apa yang di maksud dengan reduktor ? Reduktor adalah ........................................................ 5. jelaskan apa yang di maksud dengan oksidator ? oksidator adalah ...................................................... 6. jelaskan apa yang di maksud dengan reaksi autoredoks? reaksi autoredoks adalah ............................................ 7. apa yang dimaksud dengan reaksi anti autoredoks ? reaksi anti autoredoks adalah ..................................... 36
Search
