RPP Sel Volta

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)      Menggambarkan susunan sel volta / sel galvani dan menjelaskan fungsi setiap susunannya.

2)      Menjelaskan lambang-lambang sel dari reaksi-reaksi yang terjadi pada sel volta.

IV.   Tujuan Pembelajaran

1)      Menggambarkan susunan sel volta / sel galvani dan menjelaskan fungsi setiap susunannya.

2)      Menjelaskan lambang-lambang sel dari reaksi-reaksi yang terjadi pada sel volta.

3)      Membandingkan harga potensial sel standar berdasarkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan.

4)      Menghitung potensial sel berdasarkan data potensial reduksi standar.

5)      Menyimpulkan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel volta.

6)      Mendiskusikan prinsip kerja sel volta yang banyak diunakan dalam kehidupan sehari-hari (batrai, sel aki).

V.   Materi Pembelajaran

Materi prasyarat:

ü  Reaksi redoks

ü  Penyetaraan Persamaan Reaksi Redoks

ü  Hukum Coloumb

VI. Materi yang dikembangkan

ELEKTROKIMIA

Sebelum ada listrik kita menggunakan aki sebagai alat untuk menimbulkan arus listrik untuk menyalakan TV. Sekarang ini penggunaan aki juga masih luas, antara lain pada kendaraan bermotor. Arus listrik pada aki timbul karena adanya perpindahan elektron yang terjadi pada reaksi kimia, dalam hal ini reaksi redoks. Bagaimana reaksi redoks dapat menimbulkan arus listrik? Alat yang memanfaatkan reaksi kimia untuk menghasilkan listrik adalah sel elektrokimia. Sel elektrokimia ada dua jenis yaitu sel volta (menghasilkan listrik dari reaksi redoks) dan sel elektrolisis (menghasilkan reaksi redoks dari listrik). Keadaan cair lebih memungkinkan terjadinya reaksi daripada gas atau padat, sebagian besar sel elektrokimia dibuat dengan memakai zat cair yang disebut elektrolit yaitu suatu larutan yang mengandung ion dan menimbulkan arus listrik.

Dalam reaksi redoks yang sudah kita pelajari, terjadi transfer elektron, yaitu dengan adanya elektron yang dilepaskan dan adanya elektron yang diterima. Energi yang dilepaskan dari reaksi redoks dapat diubah menjadi energi listrik dan ini digambarkan dalam sel volta atau sel galvani. Sedangkan jika energi listrik dialirkan dalam larutan elektrolit, maka akan terjadi reaksi redoks dan ini digambarkan dalam sel elektrolisis.

Sel Volta

Luigi Galvani (1780) dan Alessandro Volta (1800) telah menemukan terbentuknya arus listrik dari reaksi kimia. Reaksi kimia yang terjadi merupakan reaksi redoks (reduksi dan oksidasi) dan alat ini disebut sel volta.

1.      Proses

Gambar 2.1 : Sel volta sederhana.

Logam tembaga dicelupkan dalam larutan CuSO₄ (1 M) dan logam seng dicelupkan dalam larutan ZnSO₄ (1 M). Kedua larutan dihubungkan dengan jembatan garam. Jembatan garam merupakan tabung U yang diisi agar-agar dan garam KCl.

Sedangkan kedua elektrode (logam Cu dan logam Zn) dihubungkan dengan alat penunjuk arus yaitu voltmeter.

Logam Zn akan melepaskan elektron dan berubah membentuk ion Zn²⁺ dan bergabung dalam larutan ZnSO₄. Elektron mengalir dari elektrode Zn ke elektrode Cu. Ion Cu²⁺ dalam larutan CuSO₄ menerima elektron dan ion tersebut berubah membentuk endapan logam Cu.

	Gambar 2.2 : Sel volta.

 

Reaksinya dapat digambarkan:

Reaksi oksidasi                 :           Zn                          Zn²⁺ + 2 e^–

Reaksi reduksi                   :           Cu²⁺ + 2 e^–                         Cu        +

Reaksi bersih pada sel       :           Zn + Cu²⁺                       Zn²⁺ + Cu

 

Notasi tersebut menyatakan bahwa pada anode terjadi reaksi oksidasi Zn menjadi Zn2+. Adapun di katode terjadi reaksi reduksi Cu2+ menjadi Cu. Dua garis sejajar (||) menyatakan jembatan garam dan garis tunggal sejajar (|) menyatakan batas antarfase.

2.      Elektrode pada Sel Volta

Katode :    - Elektrode di mana terjadi reaksi reduksi, berarti logam Cu.

                  - Dalam sel volta disebut sebagai elektrode positif.

Anode :     - Elektrode di mana terjadi reaksi oksidasi, berarti logam Zn.

                  - Dalam sel volta disebut sebagai elektrode negatif.       

                             

3.   Fungsi Jembatan Garam

Dalam larutan ZnSO₄ terjadi kenaikan jumlah ion Zn2+ dan dalam larutan CuSO₄ terjadi penurunan jumlah ion Cu²⁺. Sedangkan banyaknya kation (Zn²⁺ atau Cu²⁺) harus setara dengan anion S.

Untuk menyetarakan kation dan anion, maka ke dalam larutan ZnSO₄ masuk anion Cl^– dari jembatan garam sesuai bertambahnya ion Zn²⁺. Pada larutan CuSO₄ terjadi kekurangan Cu²⁺ atau dapat disebut terjadi kelebihan ion, maka ion masuk ke jembatan garam menggantikan Cl^– yang masuk ke larutan ZnSO₄. Jadi, fungsi jembatan garam adalah menyetarakan kation dan anion dalam larutan.

4. Potensial Elektrode

Banyaknya arus listrik yang dihasilkan dari kedua elektrode di atas dapat ditentukan besarnya dengan menetapkan potensial elektrode dari Zn dan Cu. Hanya saja potensial elektrode suatu zat tidak mungkin berdiri sendiri, harus ada patokan yang menjadi standar. Sebagai elektrode standar digunakan elektrode hidrogen. Elektrode ini terdiri atas gas hidrogen murni dengan tekanan 1 atm pada suhu 25 ºC yang dialirkan melalui sepotong platina yang tercelup dalam suatu larutan yang mengandung ion H⁺ sebesar 1 mol/liter.

Potensial elektrode hidrogen standar diberi harga = 0 volt (Eº = 0 volt).

Reaksi:

2 H⁺(aq) + 2 e^–                               H₂(g); Eº = 0 volt

Menurut perjanjian internasional, jika ada suatu zat ternyata lebih mudah melakukan reduksi dibanding hidrogen, maka harga potensial elektrodenya adalah positif. Potensial reduksinya positif.

Cu 2⁺(aq) + 2 e–                          Cu(s); Eº = + 0,34 volt

Ag⁺(aq) + e–                                Ag(s); Eº = + 0,80 volt

Tetapi jika zat ternyata lebih mudah melakukan reaksi oksidasi disbanding hidrogen, maka harga potensial elektrodenya adalah negatif. Dalam hal ini potensial oksidasinya positif, tetapi karena potensial elektrode harus ditulis reduksi berarti potensial reduksinya adalah negatif.

Zn²⁺⁽aq) + 2 e^–                          Zn(s); Eº = 0,76 volt

A1³⁺⁽aq) + 3 e^–                          A1(s); Eº = 1,76 volt

Jadi, potensial elektrode digambarkan dengan reaksi reduksi.

VII.    Kegiatan Pembelajaran

      1.  Pendekatan                  :  Konseptual

      2.  Metode                         :  Diskusi, Informasi dan Pengambilan Kesimpulan

      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 arti dari reaksi redoks dan kegunaannya dalam kehidupan sehari-hari. Motivasi -          Siswa menyadari pentingnya reaksi redoks dalam kehidupan sehari-hari.	15 Menit
Kegiatan Inti	ü  Guru menjelaskan komponen-komponen yang menyusun sel volta, proses dan kegunaan dari masing-masing komponen beserta cara menggambar diagram sel. ü  Secara berkelompok siswa berdiskusi membahas suatu persoalan mengenai sel volta yang disertai gambar. ü  Secara bergilir siswa mempresentasikan hasil diskusi kelompok. ü  Guru memberikan kritik, saran, penilaian serta memberikan apresiasi terhadap kelompok yang telah mempresentasikan hasil diskusinya.	60 Menit
Kegiatan Akhir	ü  Siswa membuat kesimpulan tentang persoalan yang ditemui dalam diskusi dengan menggunakan gambar, bagan dan peta konsep.	15 Menit

IX.   Media Pembelajaran dan Sumber Pembelajaran

      1.  Media pembelajran       : Gambar sel volta.

      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      : Laporan hasil diskusi dan presentasi

2.     Alat Penilaian       : Lembar Kerja Siswa

	Diskusikan dan prediksikan apa yang akan terjadi pada gambar rangkaian sel volta dibawah ini!

 

       

 

                                   

Pertanyaan: 1.        Manakah yang termasuk katoda dan anoda? (Skor : 10) 2.        Zat manakah yang mengalami proses reduksi dan oksidasi? Tuliskan  reaksi yang terjadi beserta diagram selnya! (Skor : 25) 3.        Apa kegunaan jembatan garam pada rangkaian tersebut? Jelaskan! (Skor : 5) 4.        Apa yang terjadi jika katoda ditukarkan dengan anoda? (Skor : 25) 5.        Buatlah kesimpulan dari hasil prediksi kelompok anda! (Skor : 35)

 

Penilaian Kognitif

Penilaian Kognitif Kelas XII IPA

No.	Kelompok	No. Soal					Jumlah Skor	Nilai
		1	2	3	4	5
1
2
3
4
5

                                                                       

                        Mengetahui                                                            Subang, 7 Juni 2010

         Kepala  SMA Negeri 2 Subang                              Guru Mata Pelajaran Kimia Kelas XII

     

        Drs. Tata Itang Suleman, M.Pd.                                         Rofa Yulia Azhar, S.Pd.    

        NIP.                                                                                     NIP.