Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia di mana energi listrik digunakan untuk melakukan reaksi redoks yang tidak spontan. Elektrolisis dapat didefinisikan sebagai reaksi di mana suatu zat diurai menggunakan arus listrik. Prinsip kerja sel elektrolisis adalah menghubungkan terminal negatif sumber listrik DC ke katode dan terminal positif ke anode untuk menghasilkan tegangan lebih yang menyebabkan reaksi reduksi dan oksidasi yang tidak spontan dapat berlangsung. Arah aliran elektron adalah dari katode ke anode. Ion positif (kation) cenderung tertarik ke katode dan juga tereduksi, sedangkan ion negatif (anion) cenderung tertarik ke anode dan teroksidasi.
2. Susunan Sel Elektrolisis
Secara umum, sel elektrolisis ini tersusun dari:
a. Sumber listrik
Sumber listrik yang digunakan adalah sumber arus listrik searah (DC), bisa menggunakan baterai atau aki.
b. Elektroda.
Elektroda terdiri dari anode dan katode. Anode yaitu elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi. Katode yaitu elektroda tempat terjadinya reaksi reduksi. Elektroda ada dua macam, yaitu inert (sangat sukar bereaksi) dan non inert (bereaksi). Elektroda inert meliputi Karbon (C), Emas (Au), dan Platina (Pt). Elektroda inert tidak akan ikut teroksidasi di anode. Contoh elektrode non inert seperti : tembaga (Cu), seng (Zn), besi (Fe), nikel (Ni), Perak (Ag).
c. Elektrolit
Elektrolit adalah zat yang dapat menghantarkan listrik, dapat berupa lelehan atau larutan. Elektrolit yang dimaksud bisa berupa asam, basa, atau garam.
3. Ketentuan Reaksi dalam Sel Elektrolisis
a. Reaksi Reduksi di Katode
Tidak bergantung dari jenis elektrodanya.
1) H⁺ dari asam akan direduksi menjadi H2
Reduksi kation H+, Reaksi 2H+ (aq) + 2e ➝ H2
2) Kation dari larutan yang mengandung ion golongan IA, IIA, IIIA dan Mn2+ dalam bentuk larutan tidak mengalami reduksi. H2O yang akan direduksi menurut reaksi :
2H2O (l) + 2e → H2 (g) + 2OH- (aq)
3) Kation Lx+ dari lelehan garam IA, IIA, IIIA.
Terjadi reduksi kation garam tersebut. Reaksi Lx+ (aq) + x e → L (s)
4) Kation dari garam selain dari golongan IA, IIA, IIIA dan Mn2+ Terjadi reduksi kation tersebut. Reaksi : Lx+ (aq) + x e → L (s)
b. Reaksi Oksidasi di Anode
Reaksi yang terjadi tergantung dari jenis elektroda.
1) Anode dari logam aktif (M)
Terjadi oksidasi elektroda tersebut. M (s) → Mx+ (aq) + x e
2) Anode dari bahan inert (C, Au atau Pt)
Terjadi oksidasi anion atau molekul air dengan ketentuan, yang berada dalam larutan.
- Jika anion dari larutan garam halida(X-), Terjadi oksidasi anion tersebut, dengan reaksi :
2X- (aq) → X2 (g)+ 2e
- Jika anion mengandung oksigen (SO42-, NO3-, PO43-), maka air (H2O) yang akan teroksidasi menurut reaksi:
2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e
- Jika anion dari basa (OH⁻) maka oksidasi ion OH⁻ tersebut.
Asam alkanoat, yang memiliki nama trivial asam karboksilat adalah sekelompok asam organik alifatik yang memiliki gugus karboksil (dilambangkan dengan gugus -COOH). Semua asam alkanoat adalah asam lemah. Dalam pelarut berair, beberapa molekul terionisasi dengan melepaskan atom hidrogen dan menjadi ion H+.
Asam alkanoat atau asam karboksilat dapat memiliki lebih dari satu gugus fungsi. Asam karboksilat dengan dua gugus karboksil disebut asam dikarboksilat (asam alkanadioat), asam karboksilat dengan tiga disebut asam trikarboksilat (asam alkanadioat), dan seterusnya.
Sifat Asam Karboksilat
Asam karboksilat yang memiliki rantai pendek (1 - 5 atom karbon) larut dalam air (bersifat polar), sedangkan rantai yang lebih panjang kurang larut karena sifat hidrofobik dari rantai alkil. Asam karboksilat rantai yang lebih panjang cenderung larut dalam pelarut yang kurang polar seperti eter dan alkohol. Asam karboksilat cenderung memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada air. Hal ini disebabkan karena luas permukaan yang besar dan kecenderungan molekul untuk membentuk dimer yang stabil. Asam karboksilat juga memiliki bau yang menyengat, misalnya asam asetat pada cuka dan bau tengik mentega yang mengandung asam butanoat.
Tata Nama Asam Karboksilat
Penamaan asam karboksilat menurut tata nama IUPAC, yaitu (1) tentukan rantai karbon (C) terpanjang yang melalui gugus fungsi -COOH, lalu berikan nama seperti nama alkananya dengan cara mengganti akhiran "a" menjadi akhiran "oat" dan namanya selalu diawali dengan kata "asam". (2) Jika rantai utama tersebut mengikat gugus alkil sebagai cabang, maka penomorannya selalu dimulai dari gugus -COOH.
Contoh:
Penamaan asam karboksilat menurut tata nama trivial biasanya diambil dari nama asal asam tersebut, misalnya HCOOH disebut asam semut atau asam format (asam formiat) karena ditemukan pada semut (formika = semut), C3H7COOH disebut asam butirat karena ditemukan pada mentega (butyrum = mentega).
2. Ester
Ester, yang merupakan isomer gugus fungsi dari senyawa asam karboksilat adalah senyawa organik yang dibentuk dengan mengganti satu atau lebih atom hidrogen pada gugus karboksil dengan gugus organik (umumnya disebut gugus R'). Asam oksi adalah asam yang molekulnya memiliki gugus -OH yang hidrogen (H)-nya dapat diubah menjadi ion H+.
Sifat Ester
Ester suku rendah memiliki sifat yang mudah menguap dan memberikan bau yang tajam (harum). Semakin panjang rantai atom karbonnya, maka semakin tinggi pula titik didihnya. Ester suku tinggi bersifat hidrofobik sehingga sukar larut dalam air, namun mudah larut dalam eter atau karbon disulfida (CS2).
Tata Nama Ester
Tata nama ester menurut IUPAC adalah alkil alkanoat. Ester diberi nama mirip dengan asam karboksilat yaitu awalan "asam" diganti dengan nama gugus alkil yang diikat.
Contoh:
Untuk mengetahui tingkat penguasaan materi tentang asam karboksilat dan Ester, berikut adalah soal latihan tentang materi yang telah dibahas tersebut dalam bentuk google formulir. Silakan isikan data yang diminta dan masukkan password (mansidrap) untuk lanjut, nilai yang diperoleh dapat langsung dilihat setelah jawaban dikirim.
Alkanal, yang mempunyai nama trivial aldehida merupakan senyawa organik yang memiliki gugus fungsi karbonil (- CO -) yang terikat pada rantai karbon di satu ujung dan atom hidrogen di ujung lainnya. Gugus ini juga dikenal sebagai gugus aldehida (aldehida juga merupakan nama gugus fungsi). Contoh senyawa yang paling terkenal dalam kelompok ini adalah metanal, lebih dikenal sebagai formaldehida atau formalin.
Alkanal atau aldehida mempunyai gugus fungsi -CHO dan rumus molekul CnH2nO:
atau R - CHO.
Sifat Senyawa Alkanal (Aldehida)
Sifat fisis senyawa aldehida antara lain: pada suhu kamar berwujud gas dan suku yang lebih tinggi akan berwujud cair; titik didih dan titik leleh lebih rendah dibandingkan dengan senyawa alkohol pada jumlah atom C yang sama. Senyawa aldehida merupakan senyawa polar dan kelarutannya semakin berkurang dengan bertambahnya jumlah atom C.
Sifat kimia senyawa aldehida antara lain: antar senyawanya tidak membentuk ikatan hidrogen; lebih reaktif dibandingkan dengan senyawa keton; uji identifikasi senyawa aldehida dengan pereaksi Fehling akan menghasilkan endapan merah bata, sedangkan reaksi identifikasinya dengan pereaksi Tollens akan menghasilkan cermin perak.
Tata Nama Alkanal (Aldehida)
Penamaan senyawa alkanal menurut tata nama IUPAC, yaitu (1) tentukan rantai karbon (C) terpanjang sebagai rantai utama, (2) penomoran selalu dimulai dari gugus fungsi - CHO, (3) pemberian nama dimulai dengan nama cabang-cabang yang disusun secara berurutan menurut abjad, kemudian nama rantai pokok, dan (4) nama senyawa alkanal sesuai rantai utama (atom C terpanjang) menggunakan nama alkana sesuai jumlah atom C-nya dan akhiran "a" diganti dengan akhiran "al". Sedangkan tata namaTrivial-nya yaitu dengan menyebutkan gugus alkil (R) diikuti kata "aldehida".
Contoh nama IUPAC senyawa alkanal:
Contoh nama trivial senyawa aldehida:
2. Alkanon (Keton)
Alkanon (keton) merupakan senyawa yang berisomer gugus fungsi dengan alkanal (aldehida) mempunyai gugus fungsi yang dicirikan oleh gugus fungsi karbonil (C=O) yang terhubung dengan dua atom karbon atau senyawa kimia yang mengandung gugus karbonil. Senyawa karbonil yang terikat pada dua karbon membedakan keton dari asam karboksilat, aldehida, ester, amida, dan senyawa lain yang mengandung oksigen. Ikatan rangkap dengan gugus karbonil membedakan keton dari alkohol dan eter. Keton paling sederhana adalah aseton (secara sistematis dinamai 2-propanon).
Sifat Senyawa Alkanon (Keton)
Sifat fisik alkanon (keton) antara lain: keton suku tinggi berwujud padat, keton suku sedang adalah zat cair yang sukar larut dalam air, sedangkan keton suku rendah merupakan zat cair yang mudah larut dalam dan berbau tajam. Cairan propanon, yang lebih dikenal sebagai aseton, mudah menguap dan beracun serta dapat menyebabkan gangguan saraf. Sifat kimia alkanon (keton) antara lain: keton tidak dapat dioksidasi oleh pereaksi Tollens dan pereaksi Fehling, sehingga sifat ini digunakan untuk reaksi identifikasi senyawa keton dan aldehida. Reaksi reduksi pada senyawa keton akan menghasilkan alkohol sekunder. Reaksi keton dengan pereaksi Grignard (R" - Mg - X) menghasilkan garam magnesium dan bila dihidrolisis menghasilkan alkohol tersier.
Tata Nama Alkanon (Keton)
Penamaan senyawa alkanon menurut tata nama IUPAC sesuai dengan nama alkananya. Akhiran "a" pada alkana tersebut diganti dengan akhiran "on". Rantai atom C terpanjang (rantai utama) alkanon harus melalui gugus karbonilnya yang diberi nomor dengan angka sekecil mungkin. Aturan selanjutnya, seperti dengan aturan tata nama pada senyawa alkohol.
Contoh penamaansenyawaalkanon menurut IUPAC:
Contoh penamaan senyawa keton berdasarkan cara trivial:
Untuk mengetahui tingkat penguasaan materi tentang senyawa alkanal dan alkanon, berikut adalah soal latihan tentang materi yang telah dibahas tersebut dalam bentuk google formulir. Silakan isikan data yang diminta dan masukkan password (mansidrap) untuk lanjut, nilai yang diperoleh dapat langsung dilihat setelah jawaban dikirim.
Alkohol dan eter merupakan senyawa yang berisomer fungsi karena mempunyai rumus umum yang sama yaitu CnH2n+2O, tetapi keduanya memiliki gugus fungsi yang berbeda. Gugus fungsi alkohol adalah gugus hidroksil (-OH) , sedangkan gugus fungsi eter adalah -O-. Perbedaan gugus fungsi kedua senyawa tersebut menyebabkan kedua sifat senyawa tersebut berbeda pula. Adanya gugus fungsi -OH pada alkohol menyebabkan alkohol bersifat polar dan berikatan hidrogen.
ALKOHOL 70% adalah cairan yang digunakan untuk membunuh atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme atau dikenal sebagai zat antiseptik, juga untuk membersihkan luka dan membersihkan peralatan medis. Salah satu jenis alkohol adalah etanol. Etanol banyak digunakan sebagai pelarut organik dan juga sebagai bahan baku dasar dalam industri pewarna, kosmetik, bahan bakar dan obat sintetik. Meskipun alkohol etanol jenis ini digunakan sebagai bahan minuman, bukan berarti aman bagi tubuh manusia. Salah satu dampak dari meminum alkohol adalah sistem kerja alkohol, yang dapat membuat ketagihan dan menyebabkan kerusakan pada organ tubuh.
Anestesi atau obat bius digunakan untuk berbagai keperluan dalam dunia medis. Apakah Anda tahu apa komponen kimia dari anestesi? Eter adalah salah satu senyawa kimia yang ditemukan dalam anestesi. Jadi apa itu senyawa eter? Apa sifat yang dimiliki senyawa ini?
Untuk mengetahui lebih jauh tentang alkohol dan eter, mari simak pembahasan tentang senyawa alkohol dan eter yang dikutip dari Sumber: Ari Harnanto dan Ruminten, 2009. Buku Kimia 3 untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Untuk mengetahui tingkat penguasaan materi tentang Alkohol dan Eter, silakan Ananda menjawab soal latihan berikut:
Dalam kimia organik, gugus fungsi adalah substituen atau bagian spesifik dalam molekul yang bertanggung jawab terhadap karakteristik reaksi kimia dari molekul-molekul tersebut. Gugus fungsi yang sama akan mengalami reaksi kimia yang sama atau serupa tanpa menghiraukan ukuran molekulnya. Gugus fungsi adalah kelompok dari satu atau lebih atom-atom dari sifat-sifat kimia yang khas, tidak peduli apa yang melekat pada mereka. Atom-atom gugus fungsi tersebut saling terkait satu sama lain dan dengan molekul lainnya melalui ikatan kovalen. Untuk satuan berulang polimer, gugus fungsi melekat pada inti atom karbon nonpolar mereka dan dengan demikian menambah karakter kimia pada rantai karbon. (Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Gugus_fungsi).
Sumber: Ari Harnanto dan Ruminten, 2009. Buku Kimia 3 untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Kerjakanlah soal latihan berikut untuk mengetahui tingkat pemahaman Ananda tentang gugus fungsi senyawa karbon turunan alkana melalui link berikut!
KIMIA MAN SIDRAP ----Reaksi redoks adalah reaksi kimia yang melibatkan perubahan bilangan oksidasi. Reaksi ini merupakan reaksi gabungan dari setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi. Reaksi reduksi adalah reaksi penerimaan elektron sehingga terjadi penurunan bilangan oksidasi, sedangkan reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron sehingga terjadi kenaikan bilangan oksidasi. Spesi yang mengalami oksidasi disebut reduktor dan spesi yang mengalami reduksi disebut oksidator. Pada suatu reaksi kimia yang lengkap, reaksi oksidasi selalu diikuti oleh reaksi reduksi sehingga reaksi yang terjadi disebut reaksi redoks.
Persamaan reaksi redoks dikatakan setara jika jumlah atom dan jumlah muatan di ruas kiri sama dengan jumlah atom dan jumlah muatan di ruas kanan. Pada dasarnya reaksi redoks berlangsung di dalam pelarut air sehingga penyetaraan persamaan reaksi redoks selalu melibatkan ion H+ dan OH–. Terdapat dua metode untuk menyetarakan reaksi redoks, yaitu dengan metode bilangan oksidasi dan metode setengah reaksi (metode ion elektron).
Pada penyetaraan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi atau metode ion elektron, persamaan reaksi dipecah menjadi dua persamaan reaksi yang masing-masing disebut setengah reaksi reduksi dan Setengah reaksi oksidasi. Setelah itu, kedua persamaan reaksi dijumlahkan dengan memperhatikan jumlah elektron yang diikat dan dilepas.
Tahap-tahap
penyetaraan reaksi redoks metode setengah reaksi dapat dilakukan dengan cara
berikut:
1. Tuliskan secara
terpisah persamaan setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi.
Misalnya untuk persamaan reaksi berikut.
Kedua
persamaan setengah reaksinya, dapat dituliskan sebagai berikut.
2. Setarakan unsur yang mengalami reaksi redoks yaitu unsur mengalami perubahan bilangan
oksidasi.
3.Tambahkan
molekul H2O pada
( a) ruas
yang kekurangan atom O (jika reaksi berlangsung dalam suasana asam
b)ruas
yang kelebihan atom O (jika reaksi berlangsung dalam suasana basa)
4. Setarakan atom hidrogen dengan ion H+ pada suasana asam, atau ion OH- pada suasana basa.
5.Setarakan muatan pada kedua ruas dengan menambahkan elektron. Pada reaksi pertama, muatan
di sebelah kiri tanda panah = +12 --->((+14)
+ (-2))
dan muatan di sebelah kanan tanda panah =
+6 --->((+6)
+ 0), sehingga ditambahkan 6e-
di sebelah kiri tanda panah, sedangkan pada reaksi kedua muatan di kiri = +1
dan muatan di kanan = +2 sehingga ditambahkan satu e-di sebelah kanan.
6.Jumlahkan kedua persamaan setengah reaksi tersebut dengan menyetarakan lebih dahulu
Penyetaraan Reaksi Redoks Metode Bilangan Oksidasi
Kegiatan mencuci pakaian merupakan suatu kegiatan yang tidak asing lagi dalam kehidupan sehari-hari. Ketika mencuci pakaian, khususnya pakaian putih, sebagian besar orang menambahkan zat aktif pemutih untuk mendapatkan warna putih bersih. Zat pemutih tersebut merupakan senyawa kimia aktif bersifat oksidator yang digunakan untuk menghilangkan warna benda. Umumnya warna pada pakaian dapat hilang melalui reaksi redoks dengan menggunakan senyawa natrium hipoklorit (NaClO) dan hidrogen peroksida (H2O2). Bagaimana reaksi tersebut dapat terjadi?
Reaksi redoks adalah reaksi kimia yang melibatkan perubahan bilangan oksidasi. Reaksi ini merupakan reaksi gabungan dari setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi. Reaksi reduksi adalah reaksi penerimaan elektron sehingga terjadi penurunan bilangan oksidasi, sedangkan reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron sehingga terjadi kenaikan bilangan oksidasi. Spesi yang mengalami oksidasi disebut reduktor dan spesi yang mengalami reduksi disebut oksidator. Pada suatu reaksi kimia yang lengkap, reaksi oksidasi selalu diikuti oleh reaksi reduksi sehingga reaksi yang terjadi disebut reaksi redoks.
Persamaan reaksi redoks dikatakan setara jika jumlah atom dan jumlah muatan di ruas kiri sama dengan jumlah atom dan jumlah muatan di ruas kanan. Pada dasarnya reaksi redoks berlangsung di dalam pelarut air sehingga penyetaraan persamaan reaksi redoks selalu melibatkan ion H+ dan OH–. Terdapat dua metode untuk menyetarakan reaksi redoks, yaitu dengan Metode Bilangan Oksidasi dan Metode Setengah Reaksi.
Postingan ini akan membahas cara penyetaraan reaksi redoks menggunakan metode biloks. Sebelum membahas metode biloks ini, maka kita perlu mengetahui aturan penentuan biloks.
Berikut ini adalah video pembelajaran tentang "Penyetaraan Reaksi Redoks Metode Biloks", Silakan Ananda simak dan catat di buku catatannya untuk lebih memperdalam materi tersebut!
Kerjakan Latihan 2.1 di Buku Catatannya !
No 1. Suasana Asam
No 2. Suasana Basa
No 3. Suasana Asam
Referensi:
RanandaVinsiah, 2020. Modul Kimia Kelas XII, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS, dan DIKMEN, Jakarta.
Wening Sukmawati, 2009. Buku Kimia untuk SMA dan MA Kelas XII, Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta.
Sifat koligatif larutan adalahsuatu sifat larutan yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut. Jadi, semakin banyak zat terlarut, maka sifat koligatif akan semakin besar.
Misalnya begini yah, kita melarutkan gula dalam jumlah yang berbeda dalam 2 gelas air panas. Gelas yang pertama, kita melarutkan 2 sendok teh gula dengan 250 ml air panas. Sedangkan gelas kedua, kita melarutkan 5 sendok teh gula dengan jumlah air panas yang sama, yaitu 250 ml juga. Karena gula merupakan zat terlarut, dan jumlahnya lebih banyak di gelas kedua, maka sifat koligatif larutan gelas kedua akan lebih besar dibandingkan sifat koligatif larutan di gelas pertama.
Larutan terbagi 2 jenis yaitu larutan nonelektrolit dan larutan elektrolit. Sifat koligatif larutan ada 4 macam, yaitu penurunan tekanan uap (ΔP), penurunan titik beku (ΔTf), kenaikan titik didih (ΔTb), dan tekanan osmotik (π). Sifat koligatif larutan elektrolit lebih besar dari pada sifat koligatif larutan nonelektrolit pada konsentrasi yang sama, hal disebabkan karena adanya faktor van't hoff.
Berikut materi lengkap tentang Sifat Koligatif Larutan (File PDF):
1. MODUL XII_Kimia_KD 3.1 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN NONELEKTROLIT
2. MODUL XII_Kimia_KD 3.2 SIFAT KOLIGATIF LARUTAN ELEKTROLIT
Referensi:
H. I. Gede Mendera. 2020. Modul Pembelajaran SMA Kimia Kelas XII. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Jenderal Pendidikan Anak Usia Dini, Pendidikan Dasar dan Menengah, Direktorat Sekolah Menengah Atas.
Senyawa Benzena merupakan senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus molekul C₆H₆. Senyawa benzena memiliki 6 atom H. Jika salah satu atau lebih atom H pada benzena digantikan (substitusi) dengan atom atau gugus lain (substituen), maka senyawa tersebut dinamakan senyawa turunan benzena. Substituen yang berbeda mengakibatkan nama senyawa turunan benzena yang berbeda pula dan tentu saja kegunaannya juga berbeda. Untuk lebih memperdalam pengetahuan Anda tentang Senyawa Benzena dan turunannya, berikut adalah materi tentang senyawa benzena:
Untuk mengetahui tingkat penguasaan materi tentang Senyawa Benzena dan Turunannya, berikut adalah soal latihan tentang materi yang telah dibahas tersebut:
Senyawa Benzena merupakan senyawa hidrokarbon yang memiliki rumus molekul C₆H₆. Benzena terdiri atas enam atom karbon yang membentuk cincin segienam (heksagonal) dengan sudut 120⁰. Selain itu, benzena memiliki ikatan rangkap yang berselang-seling.