RPP Redoks

Jenjang Sekolah           :  S M A

Mata Pelajaran             :  Kimia

Kelas / Semester           :  XII/1

Alokasi waktu               :  2 x 45 Menit

 

I.      Standar Kompetensi

2.      Menerapkan konsep reaksi oksidasi-reduksi dan elektrokimia dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari.

II.   Kompetensi Dasar

2.1.      Menerapkan konsep reaksi oksidasi-reduksi dalam sistem elektrokimia  yang melibatkan energi listrik dan kegunaannya dalam mencegah korosi dan dalam industri

III.   Indikator

1)      Menyetarakan reaksi redoks dengan cara setengah reaksi (ion elektron)

2)      Menyetarakan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi (PBO)

IV.   Tujuan Pembelajaran

1)      Menyetarakan reaksi kimia dengan menyamakan jumlah molekul reaktan dengan jumlah molekul produk melalui penambahan koefisien

2)      Menyetarakan suatu reaksi redoks dengan menggunakan cara setengah reaksi

3)      Menyetarakan suatu reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi

V.   Materi Pembelajaran

Materi prasyarat:

ü  Bilangan Oksidasi

ü  Persamaan Kimia

ü  Penyetaraan reaksi

VI. Materi yang dikembangkan

Penyetaraan Reaksi Redoks

Persamaan reaksi yang melibatkan redoks biasanya sukar untuk disetarakan dengan cara biasa. Ada dua metode untuk menyetarakan reaksi redoks, yaitu metode perubahan biloks (PBO) dan metode setengah reaksi. Metode PBO melibatkan perubahan biloks, sedangkan metode setengah reaksi melibatkan pelepasan dan penerimaan elektron.

1. Metode PBO

Metode ini didasarkan pada kekekalan muatan, yakni kenaikan biloks atom teroksidasi harus sama dengan penurunan biloks atom tereduksi. Perhatikanlah persamaan reaksi berikut.

HNO₃ + Cu₂O ® Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Atom yang mengalami perubahan biloks dapat ditentukan melalui pemeriksaan setiap atom. Dari hasil ini diketahui bahwa atom N dan Cu mengalami perubahan biloks.

Berdasarkan prinsip kekekalan muatan, setiap atom yang mengalami perubahan biloks harus disetarakan dengan cara mengubah koefisien reaksinya. Atom yang tidak mengalami perubahan biloks tidak perlu disetarakan pada tahap penyetaraan biloks, tetapi disetarakan pada tahap akhir untuk memenuhi Hukum Kekekalan Massa. Pada persamaan reaksi tersebut, biloks atom N berubah dari +5 menjadi +2 (terjadi penurunan biloks sebesar 3 satuan). Pada atom Cu, terjadi perubahan biloks dari +1 menjadi +2 (terjadi kenaikan biloks). Oleh karena ada dua atom Cu, kenaikan total biloks Cu adalah 2 satuan. Perubahan biloks atom-atom pada reaksi tersebut dapat dinyatakan dalam bentuk diagram berikut:

 

Oleh karena kenaikan biloks Cu harus sama dengan penurunan biloks N maka atom Cu harus dikalikan dengan faktor 3. Atom N dikalikan dengan faktor 2 sehingga diperoleh:

Persamaan reaksi menjadi:

2HNO₃ + 3Cu₂O ® 6Cu(NO₃)₂ + 2NO + H₂O

Walaupun atom N yang mengalami perubahan biloks telah disetarakan, tetapi ada atom N lain yang muncul sebagai ion NO₃^– dalam senyawa Cu(NO₃)₂. Untuk memenuhi kekekalan massa, kekurangan 12 ion NO₃^- disetarakan dengan menambahkan 12 molekul HNO₃ pada ruas kiri sehingga persamaan menjadi:

14HNO₃ + 3Cu₂O ® 6Cu(NO₃)₂ + 2NO + H₂O

Atom N dan Cu sudah setara, tetapi molekul H₂O belum setara. Untuk menyetarakannya, samakan atom H atau O pada kedua ruas dengan mengubah koefisien H₂O. Persamaan reaksi menjadi:

 14HNO₃(aq) + 3Cu₂O(s) ® 6Cu(NO₃)₂(aq) + 2NO(g) + 7H₂O(l)

Dengan demikian, reaksi-reaksi kimia yang melibatkan reaksi redoks dapat disetarakan. Tahap-tahap untuk menyetarakan persamaan reaksi dengan cara PBO

adalah sebagai berikut.

      Tentukan biloks semua atom untuk mengetahui atom-atom mana yang mengalami perubahan biloks.

      Pasangkan oksidator dan produknya, reduktor dan produknya menggunakan diagram seperti pada contoh.

      Tambahkan koefisien pada pasangan tersebut jika terjadi perbedaan jumlah atom (seperti pada atom Cu).

      Tentukan perubahan biloks, baik reduktor maupun oksidator. Nilai perubahan ini merupakan faktor penyetara, yang dikalikan dengan koefesien reaksinya.

      Setarakan atom-atom lain yang tidak mengalami reduksi dan oksidasi untuk memenuhi Hukum Kekekalan Massa.

      Periksalah apakah persamaan sudah setara, baik massa maupun muatannya.

1. Metode Setengah Reaksi

Penyetaraan persamaan redoks dengan metode setengah reaksi didasarkan pada transfer elektron. Untuk mengetahui jumlah elektron yang ditransfer dilakukan pemisahan persamaan ke dalam dua setengah reaksi. Masing-masing setengah reaksi disetarakan, kemudian digabungkan kembali untuk memperoleh persamaan reaksi redoks yang setara, baik muatan maupun massanya.

a. Reaksi Redoks dalam Suasana Asam

Tinjau reaksi ion MnO₄^– dan Fe²⁺ dalam suasana asam dengan persamaan kerangka sebagai berikut.

MnO₄^– + Fe²⁺ ® Mn²⁺ + Fe³⁺

Tahap-tahap penyetaraan dengan metode ini adalah sebagai berikut:

1.      Memisahkan persamaan kerangka ke dalam dua setengah reaksi. Setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksi.

MnO₄^– → Mn²⁺ (reaksi reduksi)

Fe²⁺ → Fe³⁺ (reaksi oksidasi)

2.      Menyetarakan jumlah atom-atomnya sesuai Hukum Kekekalan Massa.

3.      Menyetarakan muatan listrik (kekekalan muatan) dengan cara menambahkan elektron pada ruas kiri (untuk reaksi reduksi) dan ruas kanan (untuk reaksi oksidasi).

4.      Menggabungkan kedua setengah reaksi untuk menyetarakan persamaan reaksi, baik muatan maupun massanya.

b. Penyetaraan Setengah Reaksi Reduksi

Pada setengah reaksi reduksi, atom Mn disetarakan dengan cara menyamakan koefisien pereaksi dan produknya. Penyetaraan atom O dilakukan dengan menambahkan H₂O pada ruas kanan.

MnO₄^– → Mn²⁺ + 4H₂O

Kelebihan atom H di ruas kanan disetarakan dengan menambahkan asam (ion H⁺) pada ruas kiri (ingat suasana asam).

MnO₄^– + 8H⁺ → Mn²⁺ + 4H₂O

Muatan listrik di ruas kiri ada +7 dan di ruas kanan ada +2. Untuk menyetarakannya, tambahkan lima elektron pada ruas kiri.

MnO₄^– + 8H⁺ + 5e^– → Mn²⁺ + 4H₂O (setengah reaksi reduksi)

Periksalah apakah persamaan sudah setara muatan dan massanya.

c. Penyetaraan Setengah Reaksi Oksidasi

Setengah-reaksi oksidasi untuk besi sudah setara ditinjau dari jumlah atom, tetapi muatannya belum setara. Jadi, tambahkan satu elektron pada ruas kanan persamaan.

Fe²⁺ →Fe³⁺ + e^– (setengah reaksi oksidasi)

Tahap akhir adalah menggabungkan kedua setengah reaksi untuk menghilangkan elektron dalam kedua setengah reaksi sebab elektron tidak muncul dalam persamaan reaksi netral. Penghilangan elektron dapat dilakukan dengan perkalian silang jumlah elektronnya.

MnO^4– + 8H⁺ + 5e^– → Mn²⁺ + 4H₂O (×1)

Fe²⁺ → Fe³⁺ + e^– (×5)

Persamaan akhir menjadi:

MnO₄^– + 8H⁺ + 5Fe²⁺ → Mn²⁺ + 5Fe³⁺ + 4H₂O

Periksalah apakah muatan dan massanya sudah setara.

d. Reaksi Redoks dalam Suasana Basa atau Netral

Penyetaraan reaksi di atas terjadi dalam suasana asam. Cirinya adalah penambahan ion H+ ketika penyetaraan. Bagaimana menyetarakan reaksi redoks dalam suasana basa atau netral? Penyetaraan setengah-reaksi dalam suasana basa atau netral dilakukan dengan menambahkan basa (ion OH–), untuk menyetarakan atom O atau H. Tinjaulah reaksi berikut yang dilakukan dalam suasana basa.

MnO₄^– + SO₃^2– → MnO₂ + SO₄^2–

Caranya sama seperti dalam suasana asam. Akan tetapi, setelah reaksi digabungkan, untuk menyetarakan atom O dan H ditambahkan OH^– pada kedua ruas persamaan.

Soal-Soal Latihan

1.      Logam seng bereaksi dengan asam nitrat menurut reaksi berikut.

Zn(s) + 2HNO₃(aq) → Zn(NO₃)₂(aq) + H₂ (g)

Setarakan persamaan tersebut dengan metode PBO.

2.      Setarakan reaksi redoks berikut menggunakan metode setengah reaksi yang diasumsikan terjadi dalam suasana asam.

CH₃OH + Cr₂O₇2^–  → CH₂O + Cr³⁺

3.      Setarakan reaksi berikut menggunakan metode setengah reaksi dalam suasana basa. Persamaan kerangkanya:

MnO₄^– + SO₃^2– → MnO₂ + SO₄^2–

4.      Gas klor kali pertama dibuat oleh Scheele pada 1774 melalui oksidasi asam klorida dengan mangan(IV) oksida. Persamaan reaksinya:

NaCl(aq) + H₂SO₄(aq) + MnO₂(s) →

                                                 Na₂SO₄(aq) + MnCl₂(aq) + H₂O(l) + Cl₂(g)

Setarakan reaksi tersebut dengan metode PBO.

Pekerjaan Rumah

1.      Asam iodat, HIO3 dapat dibuat melalui reaksi iodin, I₂ dengan asam nitrat pekat. Persamaan kerangkanya:

I₂ + HNO₃ → HIO₃ + NO₂

Setarakan persamaan reaksi tersebut dengan metode PBO.

2.      Setarakan reaksi redoks berikut dalam suasana asam dengan metode setengah reaksi.

a. Cr₂O₇^2– + Cl^– → Cr³⁺ + Cl₂(g)

b. Mn²⁺ + NaBiO₃(s) → Bi³⁺ + MnO₄^–

c. H₃AsO₄(aq) + Zn(s) → AsH₃(g) + Zn²⁺

d. Br^– + MnO₄^– → Br₂(g) + Mn²⁺

e. Cu(s) + HNO₃(aq) → Cu²⁺(aq) + NO(g)

3.      Setarakan reaksi redoks berikut dalam suasana basa menggunakan metode setengah-reaksi.

a. Al(s) + MnO₄^– → MnO₂(s) + Al(OH)₄^–

b. Cl₂(g)→ Cl^– + ClO^–

c. NO₂^– + Al(s) → NH₃(g) + AlO₂^–

d. MnO₄^– + S^2– → MnS(s) + S(g)

e. CN^– + MnO₄^–  → CNO^– + MnO₂(s)

f. Fe(OH)₂(s) + H₂O₂(l) → Fe(OH)₃(s) +H₂O(l)

VII.    Kegiatan Pembelajaran

      1.  Pendekatan                  :  Konseptual

      2.  Metode                         :  Ceramah

      3.  Model Pembelajaran    :  Kooperatif dan Langsung

VIII.  Langkah-langkah Pembelajaran

Tahapan Kegiatan	Langkah-Langkah	Waktu
Kegiatan Awal	-          Guru menyampaikan tujuan pembelajaran. Apersepsi -          Guru bertanya tentang apa yang dimaksud dengan reaksi redoks, tentang reduktor dan oksidator serta guru bertanya tentang apa yang dimaksud perubahan biloks. Motivasi -          Siswa menyadari pentingnya reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari.	15 Menit
Kegiatan Inti	ü  Guru menjelaskan tentang cara penyetaraan reaksi redoks dengan menggunakan dua cara yaitu metode persamaan bilangan oksidasi dan metode setengah reaksi ü  Siswa mengerjakan latihan soal yang diberikan oleh guru	65 Menit
Kegiatan Akhir	ü  Guru memberikan kepada para siswa soal-soal sebagai bahan latihan di rumah dan dikumpulkan pada pertemuan selanjutnya.	10 Menit

IX.           Media Pembelajaran dan Sumber Pembelajaran

      1.  Media pembelajran       : -

      2.  Sumber belajar             :

Purba, Maichael. 2006. Kimia untuk SMA Kelas XII. Erlangga. Jakarta.

Sunarya, Yayan. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Kimia. Jakarta: Setia Purna Inves

Sukmawanati, Wening. 2009. Kimia 3; untuk SMA dan MA Kelas XII. Jakarta: Sekawan Cipta Karya

X.               Alat Penilaian

1.      Jenis Penilaian : Tertulis dari hasil pengumpulan tugas

2.      Alat Penilaian  : Format Penilaian Kognitif.

Penilaian Kognitif Kelas XII IPA

No.	Nama Siswa	Jumlah Soal		Jumlah Skor	Nilai
		Benar	Salah
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10