UP 11 REAKSI REDOKS DAN ELEKTROKIMIA_REV bookmark

`

i Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Unit Pembelajaran 11

REAKSI REDOKS DAN
ELEKTROKIMIA

MATA PELAJARAN KIMIA MADRASAH ALIYAH

Penanggung Jawab
Direktorat GTK Madrasah
Direktorat Jenderal Pendidikan Islam
Kementerian Agama Republik Indonesia

Penyusun
Rijal Kamaluddin Husaeni
Sutardi
Siti Nurhanifah
Nurchaili
Marina Setiawati

Reviewer
Edy Cahyono

Copyright © 2020 ii
Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan Madrasah

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Hak Cipta Dilindungi Undang-undang
Dilarang mengcopy sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial
tanpa izin tertulis dari Kementerian Agama Republik Indonesia.

iii Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Undang-Undang Nomor 14 Tahun 2005 tentang Guru dan Dosen Pasal 1 Ayat (1)

menyatakan bahwa guru adalah pendidik profesional dengan tugas utama mendidik,
mengajar, membimbing, mengarahkan, melatih, menilai, dan mengevaluasi peserta
didik pada Pendidikan Anak Usia Dini Jalur Pendidikan Formal, Pendidikan Dasar, dan
Pendidikan Menengah. Agar dapat melaksanakan tugas utamanya dengan baik, seorang
guru perlu meningkatkan kompetensi dan kinerjanya secara bertahap, berjenjang, dan
berkelanjutan melalui Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) guru. Untuk itu
saya menyambut baik terbitnya modul ini sebagai panduan semua pihak dalam
melaksanakan program PKB.

Peningkatan Kompetensi Pembelajaran merupakan salah satu fokus upaya
Kementerian Agama, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan (GTK) dalam
meningkatkan kualitas madrasah melalui pembelajaran berorientasi keterampilan
berpikir tingkat tinggi, kontekstual, dan terintegrasi dengan nilai-nilai keislaman.
Program PKB dilakukan mengingat luasnya wilayah Indonesia dan kualitas pendidikan
yang belum merata, sehingga peningkatan pendidikan dapat berjalan secara masif,
merata, dan tepat sasaran.

Unit Pembelajaran ini dikembangkan mengikuti arah kebijakan Kementerian
Agama yang menekankan pada pembelajaran berorientasi pada keterampilan berpikir
tingkat tinggi atau Higher Order Thinking Skills (HOTS) dan terintegrasi dengan nilai-nilai
keislaman. Keterampilan berpikir tingkat tinggi adalah proses berpikir kompleks dalam
menguraikan materi, membuat kesimpulan, membangun representasi, menganalisis,
dan membangun hubungan dengan melibatkan aktivitas mental yang paling dasar.
Sementara, nilai-nilai keislaman diintegrasikan dalam pembelajaran sebagai hidden

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia iv

curriculum sehingga tercipta generasi unggul sekaligus beriman dan bertakwa serta
berakhlak mulia.

Sasaran Program PKB ini adalah seluruh guru di wilayah NKRI yang tergabung
dalam komunitas guru sesuai bidang tugas yang diampu di wilayahnya masing-masing.
Komunitas guru dimaksud meliputi Kelompok Kerja Guru (KKG), Musyawarah Guru Mata
Pelajaran (MGMP), dan Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK). Model
pembelajaran yang digunakan dalam Unit Pembelajaran ini adalah melalui moda tatap
muka IN-ON-IN sehingga guru tidak harus meninggalkan tugas utamanya di madrasah
sebagai pendidik.

Semoga Unit Pembelajaran ini dapat digunakan dengan baik sebagaimana
mestinya sehingga dapat menginspirasi guru dalam materi dan melaksanakan proses
pembelajaran. Kami ucapkan terima kasih atas kerja keras dan kerja cerdas para penulis
dan semua pihak terkait yang dapat mewujudkan Unit Pembelajaran ini. Semoga Allah
SWT senantiasa meridhai dan memudahkan upaya yang kita lakukan. Amin.
Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Jakarta, Oktober 2020
Direktur Guru dan Tenaga Kependidikan Madrasah,

Muhammad Zain

v Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................................iv
DAFTAR ISI ........................................................................................................................vi
DAFTAR TABEL ..................................................................................................................ix
DAFTAR GAMBAR ..............................................................................................................x
01 PENDAHULUAN............................................................................................................ 1

A. Latar Belakang .......................................................................................................... 1
B. Tujuan ....................................................................................................................... 5
C. Manfaat..................................................................................................................... 5
D. Sasaran...................................................................................................................... 5
E. Petunjuk Penggunaan Unit Pembelajaran ................................................................ 6
02 TARGET KOMPETENSI .................................................................................................. 8
A. Target Kompetensi Guru........................................................................................... 8

1. Target Kompetensi Guru.................................................................................... 8
2. Indikator Pencapaian Kompetensi Guru ............................................................ 9
B. Target Kompetensi Peserta Didik ........................................................................... 15
1. Kompetensi Dasar ............................................................................................... 16
2. Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik ................................................ 16
03 MATERI DAN ORGANISASI PEMBELAJARAN.............................................................. 20
A. Ruang Lingkup Materi............................................................................................. 20
B. Aplikasi Materi Reaksi Redoks dan Elektrokimia dalam Kehidupan....................... 20

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia vi

C. Integrasi Keislaman dalam Materi Reaksi Redoks dan Elektrokimia ...................... 24
D. Bahan Bacaan ......................................................................................................... 26

1. Bahan Bacaan 1: Reaksi Oksidasi-Reduksi (Redoks) ........................................... 26
2. Bahan Bacaan 2: Elektrokimia............................................................................. 36
04 KEGIATAN PEMBELAJARAN ....................................................................................... 54
A. Organisasi Pembelajaran ........................................................................................ 54
B. Perangkat dan Media Pembelajaran ...................................................................... 54
1. Perangkat dan Media Pembelajaran yang Harus Disiapkan oleh Guru .............. 54
2. Alat dan Bahan yang Harus Disiapkan oleh Peserta Didik .................................. 55
C. Aktivitas Pembelajaran ........................................................................................... 55
1. Aktivitas Pembelajaran Topik 1: Penyetaraan Persamaan Reaksi Redoks ......... 55
2. Aktivitas Pembelajaran Topik 2: Sel Volta........................................................... 61
Aktivitas Pembelajaran Topik 3: Sel Elektrolisis ...................................................... 68
D. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)......................................................................... 76
1. Contoh LKPD Topik 1: Penyetaraan Reaksi Redoks............................................. 77
2. Contoh LKPD Topik 2: Penerapan Konsep Sel Volta dalam Pembuatan Sumber
Energi dengan Alat dan Bahan yang Ada di Sekitar ................................................ 83
3. Contoh LKPD Topik 3: Penerapan Konsep Sel Elektrolisis dalam Pelapisan Logam
yang Ada di Sekitar.................................................................................................. 88
E. Pengembangan Soal................................................................................................ 92
05 PENILAIAN................................................................................................................ 104
A. Tes Formatif .......................................................................................................... 104
B. Penilaian................................................................................................................ 116

vii Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

1. Penilaian untuk Guru......................................................................................... 116
2. Penilaian untuk Peserta Didik ........................................................................... 123
06 PENUTUP ................................................................................................................. 129
KUNCI JAWABAN TES FORMATIF.................................................................................. 130
GLOSARIUM .................................................................................................................. 131
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 133

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia viii

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Daya Serap Siswa terhadap Materi Reaksi Redoks dan Elektrokimia ................. 3
Tabel 2 Target Kompetensi Guru...................................................................................... 8
Tabel 3 Indikator Pencapaian Kompetensi Guru .............................................................. 9
Tabel 4 Kompetensi Dasar Peserta Didik........................................................................ 16
Tabel 5 Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik............................................... 17
Tabel 6 Beberapa Contoh Penentuan Bilangan Oksidasi ............................................... 26
Tabel 7 Perbandingan Percobaan Sel (a) dan Sel (b)...................................................... 42
Tabel 8 Potensial Reduksi Standar pada 25C................................................................ 42
Tabel 9 Hubungan antara G, K, dan Esel .................................................................... 46
Tabel 10 Perbedaan sel Volta dan Elektrolisis................................................................ 49
Tabel 11 Beberapa Contoh Sel Elektrolisis ..................................................................... 50
Tabel 12 Organisasi Pembelajaran Materi Reaksi Redoks dan Elektrokimia ................. 54
Tabel 13 Contoh Desain Pembelajaran Topik 1.............................................................. 58
Tabel 14 Contoh Desain Pembelajaran Topik 2 (Pertemuan 1) ..................................... 64
Tabel 15 Contoh Desain Pembelajaran Topik 2 (Pertemuan 2) ..................................... 66
Tabel 16 Contoh Desain Pembelajaran Topik 3 (Pertemuan 1) ..................................... 71
Tabel 17 Contoh Desain Pembelajaran Topik 3 (Pertemuan 2) ..................................... 73
Tabel 18 Kisi-Kisi Pengembangan Soal HOTS.................................................................. 92
Tabel 19 Instrumen Penilaian Diri bagi Guru................................................................ 116
Tabel 20 Instrumen Penilaian Guru oleh Asesor/Fasilitator ........................................ 119
Tabel 21 Instrumen Penilaian Diri bagi Peserta Didik .................................................. 123
Tabel 22 Instrumen Penilaian Peserta Didik oleh Guru................................................ 126

ix Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Daya Serap Ujian Nasional (UN) Kimia Tahun 2019 ........................................ 2
Gambar 2 Alur Tatap Muka IN-ON-IN............................................................................... 6
Gambar 3 Enzymatic Browning pada Buah Apel ............................................................ 20
Gambar 4 Perkaratan pada Rantai Besi.......................................................................... 21
Gambar 5 Reaksi Pengosongan pada Sel Accumulator .................................................. 22
Gambar 6 Naufal beserta Instalasi Listrik Kedondongnya ............................................. 23
Gambar 7 Skema Penyepuhan Sendok oleh Perak ........................................................ 24
Gambar 8 Magnesium Terbakar oleh Oksigen ............................................................... 29
Gambar 9 Percobaan Reaksi Cu dengan Larutan ZnSO4................................................. 36
Gambar 10 Percobaan Reaksi Zn dengan Larutan CuSO4............................................... 36
Gambar 11 Reaksi Pendesakan Zn-CuSO4 dan Cu-AgNO3 .............................................. 37
Gambar 12 Rangkaian Sel Volta dengan Anode Zn dan Katode Cu ............................... 38
Gambar 13 Penentuan Potensial Sel Menggunakan Voltmeter .................................... 40
Gambar 14 Elektrode Hidrogen...................................................................................... 40
Gambar 15 (a) SHE sebagai Katode dan (b) SHE sebagai Anode.................................... 41
Gambar 16 Hubungan antara G, K, dan Esel .............................................................. 46
Gambar 17 Perbandingan (a) Sel Volta dan (b) Elektrolisis............................................ 48
Gambar 18 Ringkasan Reaksi Elektrolisis ....................................................................... 52
Gambar 19 Penentuan Banyaknya Produk dari Elektrolisis ........................................... 53

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia x

01 PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Pendidikan merupakan proses yang sangat strategis dalam mencerdaskan

kehidupan bangsa sehingga harus dilakukan secara profesional. Undang-Undang Nomor
14 Tahun 2005 tentang Guru dan Dosen Pasal 10 Ayat (1) mengamanatkan bahwa guru
yang profesional harus memiliki kompetensi pedagogis, kompetensi kepribadian,
kompetensi sosial, dan kompetensi profesional. Keempat kompetensi tersebut bersifat
holistik dan merupakan suatu kesatuan yang menjadi ciri guru profesional.

Salah satu parameter penentu keberhasilan seorang guru dalam mencapai tujuan
pembelajaran pada mata pelajaran yang diampunya yaitu tingkat daya serap peserta
didik yang tercermin dari nilai yang diraih dalam evaluasi hasil belajar. Evaluasi yang
dimaksud salah satunya adalah Ujian Nasional (UN). Hal ini sejalan dengan
Permendikbud No. 23 Tahun 2016 yang menyatakan bahwa UN bertujuan untuk
mengendalikan mutu pendidikan, mengukur pencapaian kompetensi lulusan,
memberikan masukan dalam perbaikan proses pembelajaran di tiap satuan pendidikan,
memetakan mutu program satuan pendidikan, serta menjadi salah satu pertimbangan
dalam seleksi masuk jenjang pendidikan berikutnya. Nilai UN yang di atas rata-rata
menjadi indikator bahwa guru telah menjalankan tugas profesinya dengan baik.

Sejak tahun 2017, peserta UN tingkat SMA/MA bisa memilih satu pelajaran pilihan
sesuai jurusan, selain mata pelajaran wajib yaitu Bahasa Indonesia, Matematika, dan
Bahasa Inggris. Mata pelajaran pilihan yang dimaksud yaitu Biologi, Fisika, dan Kimia.
Berdasarkan data dari Puspendik, pada pelaksanaan UN tahun 2019, Kimia merupakan
mata pelajaran yang peminatnya paling sedikit, yaitu sebesar 14,36%, disusul Fisika
sebesar 14,78%, lalu Biologi sebagai mata pelajaran yang paling banyak dipilih yaitu
sebesar 70,86%.

1 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Gambar 1 menunjukkan perbandingan persentase daya serap antara peserta didik
Sekolah Menengah Atas (SMA) dan Madrasah Aliyah (MA), yang berdasarkan pada
kemampuan mereka dalam menjawab soal dengan benar pada Ujian Nasional (UN)
untuk mata pelajaran Kimia di tahun 2019.

DAYA SERAP (%)

52
47,76
45,45
41,34

51,37
46,9

49,65
45,39

54,98
51,75
60 SMA
MA
50

40

30

20

10

0
Kimia Dasar Kimia Analitik Kimia Fisik Kimia Organik Kimia
Anorganik
MATERI YANG DIUJIKAN

Gambar 1 Daya Serap Ujian Nasional (UN) Kimia Tahun 2019

Sumber: https://hasilun.puspendik.kemdikbud.go.id/

Berdasarkan data pada Gambar 1, terlihat bahwa daya serap peserta didik MA
untuk mata pelajaran kimia di semua materi yang diujikan masih di bawah peserta didik
SMA. Salah satu materi kimia yang tingkat pencapaiannya masih sangat rendah untuk
peserta didik MA yaitu kimia fisik, dengan persentase daya serap siswa sebesar 46,9%.
Hal ini menunjukkan bahwa proses pembelajaran untuk materi kimia fisik, khususnya di
MA, masih perlu ditingkatkan lagi.

Kimia fisik merupakan salah satu bidang kimia yang banyak sekali penerapannya
di sekitar kita. Selain mempelajari aspek makroskopik, kimia fisik juga mempelajari aspek
mikroskopik, atom, subatom, dan partikel dalam sistem dan proses kimia berdasarkan
prinsip-prinsip dan konsep-konsep fisika.

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 2

Bidang-bidang penting dalam kimia fisik antara lain termodinamika kimia, kimia
kuantum, kinetika, elektrokimia, kimia permukaan, kimia padatan, dan spektroskopi.
Namun, dari sekian banyak bidang tersebut, hanya satu bidang yang akan menjadi objek
utama dalam Unit Pembelajaran ini, yaitu reaksi redoks dan elektrokimia. Tabel 1
memberikan informasi mengenai daya serap peserta didik dalam Ujian Nasional (UN)
Kimia tahun 2017, 2018, dan 2019 untuk materi reaksi redoks dan elektrokimia.

Tabel 1 Daya Serap Siswa terhadap Materi Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Tahun No. Indikator Soal Daya Serap (%)

2017 1 Diberikan tiga harga potensial sel unsur tak 44,34
sebenarnya, peserta didik dapat memilih diagram
sel yang menghasilkan E° reaksi positif atau reaksi
spontan.

2 Diberikan tabel berisi data berbagai cara 46,40
pencegahan korosi dan penggunaannya, peserta
didik dapat memilih pasangan data yang
berhubungan dengan tepat.

3 Peserta didik dapat menghitung massa logam yang 57,77
digunakan untuk melapisi logam lain jika luas logam,
ketebalan serta massa jenis logam penyepuhnya
diketahui.

2018 1 Memilih gambar sel Volta yang tepat dari 55,04
notasi/diagram sel Volta beserta Esel-nya.

2 Menyimpulkan reaksi elektrolisis yang terjadi 53,62
dikaitkan dengan gambar.

3 Menentukan gambar yang tepat dari peristiwa 41,47
persamaan reaksi yang terjadi pada anode dan
katode pada sel elektrolisis.

4 Menganalisis sifat senyawa kimia yang terdapat 43,33
dalam pemutih.

5 Menjelaskan faktor penyebab korosi. 64,58

6 Menghitung massa zat yang diendapkan pada 47,82
logam yang disepuh.

3 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Tahun No. Indikator Soal Daya Serap (%)
2019
1 Menentukan bilangan oksidasi molekul senyawa 74,70
atau ion (anion).

2 Menentukan spesi yang berfungsi sebagai oksidator 48,68
atau reduktor berdasarkan persamaan reaksi kimia.

3 Menghitung massa zat yang diendapkan pada 73,69
logam yang disepuh berdasarkan wacana.

Sumber: https://hasilun.puspendik.kemdikbud.go.id/

Tabel 1 memberikan gambaran bahwa dari sekian jumlah indikator soal untuk
materi reaksi redoks dan elektrokimia yang diujikan selama tiga tahun berturut-turut,
yakni dari tahun 2017 hingga 2019, terdapat cukup banyak indikator soal yang daya
serapnya masih rendah. Indikator pada kolom yang diarsir merupakan indikator yang
daya serapnya masih di bawah 50%. Artinya, materi-materi tersebut masih perlu
ditingkatkan lagi proses pembelajarannya.

Agar dapat melaksanakan tugas profesinya dengan baik, seorang guru perlu
meningkatkan kompetensi dan kinerjanya secara bertahap, berjenjang, dan
berkelanjutan melalui Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) guru. Strategi
pelaksanaan PKB guru madrasah yang ditempuh oleh Direktorat Guru dan Tenaga
Kependidikan Madrasah adalah melalui KKG/MGMP/MGBK, Kantor Wilayah
Kementerian Agama Provinsi, dan Kementerian Agama Pusat.

Berpijak dari berbagai pemikiran di atas, diperlukan Unit Pembelajaran sebagai
salah satu aternatif sumber bahan ajar bagi guru untuk mempelajari konten materi,
merancang pembelajaran dan cara mengajarkannya, mengembangkan Lembar Kerja
Peserta Didik (LKPD), mengembangkan instrumen penilaian, dan evaluasi proses serta
hasil belajar.

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 4

B. Tujuan
Tujuan Unit Pembelajaran ini adalah:

1. Meningkatkan kompetensi pedagogis guru melalui kegiatan PKB di MGMP.
2. Meningkatkan kompetensi profesional guru melalui kegiatan PKB di MGMP.
3. Meningkatkan hasil Asesmen Kompetensi Guru (AKG).
4. Memfasilitasi sumber belajar bagi guru dalam penyelenggaraan PKB.
5. Meningkatkan hasil pembelajaran peserta didik.

C. Manfaat
Manfaat yang ingin dicapai melalui Unit Pembelajaran ini adalah:

1. Sebagai sumber belajar bagi guru dalam melaksanakan PKB untuk mencapai target
kompetensi pedagogis dan kompetensi profesional tertentu.

2. Sebagai bahan bacaan bagi guru untuk mengembangkan perencanaan dan
pelaksanaan pembelajaran.

3. Sebagai sarana bagi guru untuk melakukan asesmen mandiri dalam kompetensi
profesional dan kompetensi pedagogis.

4. Sebagai referensi bagi guru untuk mengembangkan instrumen penilaian peserta
didik.

D. Sasaran
Adapun sasaran Unit Pembelajaran ini adalah:

1. Fasilitator Nasional, Provinsi, dan Kabupaten/Kota
2. Pengawas Madrasah
3. Kepala Madrasah
4. Guru Kimia
5. Peserta Didik

5 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

E. Petunjuk Penggunaan Unit Pembelajaran
Agar penggunaan Unit Pembelajaran ini berjalan sesuai dengan yang diharapkan,

berikut ini beberapa petunjuk penggunaan yang harus diperhatikan:
1. Pahami tujuan dan target kompetensi yang diharapkan.
2. Bacalah dengan cermat keseluruhan isi Unit Pembelajaran.
3. Perkaya diri dengan membaca bahan bacaan dan sumber belajar terkait materi
yang sedang dipelajari.
4. Ikuti seluruh aktivitas pembelajaran di tiap-tiap Unit Pembelajaran dalam satu
paket kegiatan dengan pola IN-ON-IN.
5. Ujilah capaian kompetensi dengan mengerjakan soal tes formatif, kemudian
cocokkan jawaban dengan kunci jawaban yang tersedia di bagian akhir Unit
Pembelajaran.
6. Lakukan penilaian mandiri sebagai refleksi ketercapaian target kompetensi.

Gambar 2 Alur Tatap Muka IN-ON-IN 6
Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Dalam melaksanakan setiap kegiatan pada Unit Pembelajaran ini, prinsip
kesetaraan dan inklusi sosial harus diperhatikan tanpa membedakan suku, ras,
golongan, jenis kelamin, status sosial ekonomi, dan yang berkebutuhan khusus.
Kesetaraan dan inklusi sosial ini berlaku bagi pendidik, tenaga kependidikan dan peserta
didik. Dalam proses diskusi kelompok yang diikuti laki-laki dan perempuan, perlu
mempertimbangkan kapan diskusi harus dilakukan secara terpisah baik laki-laki maupun
perempuan dan kapan harus dilakukan bersama. Partisipasi setiap peserta didik harus
diperhatikan dengan seksama, sehingga tidak mengukuhkan relasi yang tidak setara.

7 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

02 TARGET KOMPETENSI

A. Target Kompetensi Guru
Target kompetensi guru didasarkan pada Peraturan Menteri Pendidikan Nasional

Republik Indonesia Nomor 16 Tahun 2007 Tentang Standar Kualifikasi Akademik dan
Kompetensi Guru. Dalam Unit Pembelajaran ini, target kompetensi yang dituangkan
hanya yang terkait kompetensi pedagogis dan kompetensi profesional.

1. Target Kompetensi Guru

Ranah Tabel 2 Target Kompetensi Guru
Kompetensi Target Kompetensi Guru

Kompetensi 1.1 Menguasai karakteristik peserta didik dari aspek fisik, moral, sosial,
Pedagogis kultural, emosional, dan intelektual.

1.2 Menguasai teori belajar dan prinsip-prinsip pembelajaran yang
mendidik.

1.3 Mengembangkan kurikulum yang terkait dengan mata
pelajaran/bidang pengembangan yang diampu.

1.4 Menyelenggarakan pembelajaran yang mendidik.
1.5 Memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi untuk

kepentingan pembelajaran.
1.6 Memfasilitasi pengembangan potensi peserta didik untuk

mengaktualisasikan berbagai potensi yang dimiliki.
1.7 Berkomunikasi secara efektif, empatik, dan santun dengan peserta

didik.
1.8 Menyelenggarakan penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar.
1.9 Memanfaatkan hasil penilaian dan evaluasi untuk kepentingan

pembelajaran.
1.10 Melakukan tindakan reflektif untuk peningkatan kualitas

pembelajaran.

Kompetensi 2.20 Menguasai materi, struktur, konsep, dan pola pikir keilmuan yang
Profesional mendukung mata pelajaran yang diampu.

2.21 Menguasai standar kompetensi dan kompetensi dasar mata
pelajaran/bidang pengembangan yang diampu.

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 8

Ranah Target Kompetensi Guru
Kompetensi
2.22 Mengembangkan materi pembelajaran yang diampu secara kreatif.
2.23 Mengembangkan keprofesionalan secara berkelanjutan dengan

melakukan tindakan reflektif.
2.24 Memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi untuk

berkomunikasi dan mengembangkan diri.

2. Indikator Pencapaian Kompetensi Guru
Setelah mempelajari dan mempraktikkan Unit Pembelajaran ini, Anda diharapkan

menguasai seluruh target kompetensi dengan indikator capaian kompetensi seperti
pada Tabel 3. Tetapi pada Unit Pembelajaran ini, kita hanya akan memfokuskan pada
capaian kompetensi yang diberi tanda ceklis (✓).

Tabel 3 Indikator Pencapaian Kompetensi Guru

Target Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Ceklis

Kompetensi Pedagogis

1.1 Menguasai 1.1 Mengidentifikasi karakteristik peserta didik yang

karakteristik peserta berkaitan dengan aspek fisik, intelektual, sosial-

didik dari aspek fisik, emosional, moral, spiritual, dan latar belakang

moral, sosial, kultural, sosial budaya.

emosional, dan 1.2 Mengidentifikasi potensi peserta didik dalam
intelektual. mata pelajaran yang diampu.

1.3 Mengidentifikasi bekal-ajar awal peserta didik
dalam mata pelajaran yang diampu.

1.4 Mengidentifikasi kesulitan belajar peserta didik ✓
dalam mata pelajaran yang diampu.

1.2 Menguasai teori 2.1 Menerapkan berbagai teori belajar dan prinsip- ✓
belajar dan prinsip- prinsip pembelajaran yang mendidik terkait
prinsip pembelajaran dengan mata pelajaran yang diampu.
yang mendidik.
2.2 Menerapkan berbagai pendekatan, strategi,
metode, dan teknik pembelajaran yang
mendidik secara kreatif dalam mata pelajaran
yang diampu.

9 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Target Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Ceklis

1.3 Mengembangkan 3.1 Menerapkan prinsip-prinsip pengembangan

kurikulum yang terkait kurikulum.

dengan mata 3.2 Menentukan tujuan pembelajaran yang diampu.
pelajaran/bidang

pengembangan yang 3.3 Menentukan pengalaman belajar yang sesuai

diampu. untuk mencapai tujuan pembelajaran yang

diampu.

3.4 Memilih materi pembelajaran yang diampu yang ✓
terkait dengan pengalaman belajar dan tujuan
pembelajaran.

3.5 Menata materi pembelajaran secara benar
sesuai dengan pendekatan yang dipilih dan
karakteristik peserta didik.

3.6 Mengembangkan indikator dan instrumen
penilaian.

1.4 Menyelenggarakan 4.1 Menerapkan prinsip-prinsip perancangan ✓
pembelajaran yang pembelajaran yang mendidik.
mendidik.
4.2 Mengembangkan komponen-komponen

rancangan pembelajaran.

4.3 Menyusun rancangan pembelajaran yang
lengkap, baik untuk kegiatan di dalam kelas,
laboratorium, maupun lapangan.

4.4 Melaksanakan pembelajaran yang mendidik di
kelas, di laboratorium, dan di lapangan dengan
memperhatikan standar keamanan yang
dipersyaratkan.

4.5 Menggunakan media pembelajaran dan sumber
belajar yang relevan dengan karakteristik
peserta didik dan mata pelajaran yang diampu
untuk mencapai tujuan pembelajaran secara
utuh.

4.6 Mengambil keputusan transaksional dalam
pembelajaran yang diampu sesuai dengan
situasi yang berkembang.

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 10

Target Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Ceklis

1.5 Memanfaatkan 5.1 Memanfaatkan teknologi informasi dan ✓

teknologi informasi komunikasi dalam pembelajaran yang diampu.

dan komunikasi untuk

kepentingan

pembelajaran.

1.6 Memfasilitasi 6.1 Menyediakan berbagai kegiatan pembelajaran

pengembangan untuk mendorong peserta didik mencapai

potensi peserta didik prestasi secara optimal.

untuk 6.2 Menyediakan berbagai kegiatan pembelajaran
mengaktualisasikan untuk mengaktualisasikan potensi peserta didik,
berbagai potensi yang termasuk kreativitasnya.
dimiliki.

1.7 Berkomunikasi secara 7.1 Menerapkan berbagai strategi berkomunikasi

efektif, empatik, dan yang efektif, empatik, dan santun, secara lisan,

santun dengan tulisan, dan/atau bentuk lain.

peserta didik. 7.2 Berkomunikasi secara efektif, empatik, dan

santun dengan peserta didik dengan bahasa

yang khas dalam interaksi kegiatan/permainan

yang mendidik yang terbangun secara siklikal

dari:

a) penyiapan kondisi psikologis peserta didik
untuk ambil bagian dalam permainan
melalui bujukan dan contoh,

b) ajakan kepada peserta didik untuk ambil
bagian,

c) respons peserta didik terhadap ajakan
guru, dan

d) reaksi guru terhadap respons peserta didik,
dan seterusnya.

1.8 Menyelenggarakan 8.1 Menerapkan prinsip-prinsip penilaian dan

penilaian dan evaluasi evaluasi proses dan hasil belajar sesuai dengan

proses dan hasil karakteristik mata pelajaran yang diampu.

belajar. 8.2 Menentukan aspek-aspek proses dan hasil

belajar yang penting untuk dinilai dan dievaluasi

sesuai dengan karakteristik mata pelajaran yang

diampu.

8.3 Menentukan prosedur penilaian dan evaluasi
proses dan hasil belajar.

11 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Target Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Ceklis
✓
8.4 Mengembangkan instrumen penilaian dan
evaluasi proses dan hasil belajar.

8.5 Mengolah penilaian proses dan hasil belajar

secara berkesinambungan dengan

menggunakan berbagai instrumen.

8.6 Menganalisis hasil penilaian proses dan hasil
belajar untuk berbagai tujuan.

8.7 Melakukan evaluasi proses dan hasil belajar.

1.9 Memanfaatkan hasil 9.1 Menggunakan informasi hasil penilaian dan

penilaian dan evaluasi evaluasi untuk menentukan ketuntasan belajar.

untuk kepentingan 9.2 Menggunakan informasi hasil penilaian dan
pembelajaran. evaluasi untuk merancang program remedial

dan pengayaan.

9.3 Mengkomunikasikan hasil penilaian dan
evaluasi kepada pemangku kepentingan.

9.4 Memanfaatkan informasi hasil penilaian dan
evaluasi pembelajaran untuk meningkatkan
kualitas pembelajaran.

1.10 Melakukan tindakan 10.1 Melakukan refleksi terhadap pembelajaran yang
reflektif untuk telah dilaksanakan.
peningkatan kualitas
pembelajaran. 10.2 Melakukan perbaikan dan pengembangan
pembelajaran berdasarkan hasil refleksi dalam
mata pelajaran yang diampu.

10.3 Melakukan penelitian tindakan kelas untuk
meningkatkan kualitas pembelajaran dalam
mata pelajaran yang diampu.

Kompetensi Profesional

2.20 Menguasai materi, 20.1 Membedakan persamaan kimia yang ✓
✓
struktur, konsep, dan tergolong reaksi redoks dan yang bukan ✓

pola pikir keilmuan redoks.

yang mendukung 20.2 Menyetarakan persamaan kimia reaksi
mata pelajaran yang redoks dengan menggunakan metode
diampu. setengah reaksi dan metode perubahan

bilangan oksidasi.

20.3 Memprediksi reaksi redoks yang dapat
terjadi berdasarkan data potensial elektrode.

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 12

Target Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Ceklis
✓
20.4 Mengetahui kriteria zat yang berperan ✓
sebagai pengoksidasi atau pereduksi.
✓
20.5 Menentukan urutan kekuatan pengoksidasi ✓
atau pereduksi berdasarkan data hasil ✓
percobaan. ✓
✓
20.6 Memprediksi terjadinya suatu reaksi redoks
berdasarkan data hasil percobaan. ✓

20.7 Mengetahui komponen penyusun sel Volta ✓
beserta kegunaannya.
✓
20.8 Menganalisis proses yang terjadi dalam suatu ✓
rangkaian sel Volta.
✓
20.9 Menganalisis cara menuliskan diagram sel ✓
dari suatu rangkaian sel Volta. ✓
✓
20.10 Menganalisis cara menentukan potensial sel
yang dihasilkan dari suatu rangkaian sel
Volta.

20.11 Mengidentifikasi penerapan prinsip sel Volta
pada baterai kering, baterai alkali, dan
accumulator.

20.12 Mengetahui alat dan bahan yang dibutuhkan
untuk merancang sel Volta dengan
mengunakan bahan yang ada di sekitar.

20.13 Merancang sel Volta dengan menggunakan
bahan yang ada di sekitar.

20.14 Membuat proyek pembuatan sumber energi
sederhana menggunakan berbagai jenis
buah-buahan atau bahan lainnya yang ada di
sekitar.

20.15 Mengidentifikasi berbagai contoh peristiwa
korosi dalam kehidupan sehari-hari.

20.16 Menganalisis reaksi yang terjadi pada
peristiwa korosi pada berbagai logam.

20.17 Menganalisis faktor-faktor penyebab
terjadinya korosi pada logam.

20.18 Menganalisis cara mengatasi korosi pada
logam.

13 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Target Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Ceklis
✓
2.21 Menguasai standar 20.19 Membandingkan peristiwa korosi yang
kompetensi dan terjadi pada besi, aluminium, atau logam ✓
kompetensi dasar lainnya.
mata pelajaran ✓
pengembangan yang 20.20 Mengetahui bahan-bahan yang dapat ✓
diampu. digunakan untuk mencegah terjadinya korosi ✓
pada logam. ✓

20.21 Mengajukan gagasan percobaan untuk ✓
mencegah dan mengatasi terjadinya korosi.
✓
20.22 Mengidentifikasi proses pencegahan korosi ✓
yang ada di industri. ✓

20.23 Menentukan jumlah zat yang terlibat dari ✓
suatu persamaan kimia reaksi redoks.
✓
20.24 Menerapkan stoikiometri reaksi redoks ✓
untuk menentukan besaran-besaran yang ✓
terkait dalam sel elektrolisis. ✓

20.25 Menerapkan hukum Faraday untuk
menentukan hubungan antara muatan listrik
yang digunakan dengan banyaknya zat yang
terlibat dalam sel elektrolisis.

20.26 Mengidentifikasi berbagai penerapan konsep
elektrolisis di industri.

20.27 Mengetahui prinsip-prinsip dasar
penyepuhan.

20.28 Merancang prosedur percobaan elektrolisis
dengan berbagai variabel bebas, variabel
kontrol, dan variabel terikat.

20.29 Merancang prosedur penyepuhan benda dari
logam dengan ketebalan lapisan dan luas
tertentu.

20.30 Membuat laporan ilmiah dari percobaan
penyepuhan.

21.1 Menganalisis standar kompetensi mata
pelajaran yang diampu.

21.2 Menganalisis kompetensi dasar mata
pelajaran yang diampu.

21.3 Menganalisis tujuan pembelajaran yang
diampu.

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 14

Target Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Ceklis

2.22 Mengembangkan 22.1 Memilih materi pembelajaran yang diampu
materi pembelajaran 22.2 sesuai dengan tingkat perkembangan
yang diampu secara peserta didik.
kreatif.
Mengolah materi pelajaran yang diampu
secara kreatif sesuai dengan tingkat
perkembangan peserta didik.

2.23 Mengembangkan 23.1 Melakukan refleksi terhadap kinerja sendiri
keprofesionalan 23.2 secara terus menerus.
secara berkelanjutan 23.3
dengan melakukan Memanfaatkan hasil refleksi dalam rangka
tindakan reflektif. peningkatan keprofesionalan.

Melakukan penelitian tindakan kelas untuk
peningkatan keprofesionalan.

23.4 Mengikuti kemajuan zaman dengan belajar
dari berbagai sumber.

2.24 Memanfaatkan 24.1 Memanfaatkan teknologi informasi dan
teknologi informasi 24.2 komunikasi dalam berkomunikasi.
dan komunikasi untuk
berkomunikasi dan Memanfaatkan teknologi informasi dan
mengembangkan diri. komunikasi untuk pengembangan diri.

B. Target Kompetensi Peserta Didik
Target kompetensi peserta didik dalam Unit Pembelajaran ini dikembangkan

berdasarkan Kompetensi Dasar kelas XII semester 1 (satu) sesuai dengan
Permendikbud Nomor 37 Tahun 2018 tentang Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar
Pelajaran Kurikulum 2013 pada Pendidikan Dasar dan Pendidikan Menengah.

15 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

1. Kompetensi Dasar

Tabel 4 Kompetensi Dasar Peserta Didik
Kompetensi Dasar

Kompetensi Pengetahuan Kompetensi Keterampilan

3.3 Menyetarakan persamaan kimia 4.3 Menentukan urutan kekuatan pengoksidasi
reaksi redoks dan memperkirakan atau pereduksi berdasarkan hasil percobaan.
reaksi yang dapat terjadi
berdasarkan potensial elektrode.

3.4 Menganalisis proses yang terjadi 4.4 Merancang sel Volta dengan menggunakan
dan melakukan perhitungan zat bahan di sekitar.
atau listrik yang terlibat pada suatu
sel Volta serta penerapannya
dalam kehidupan.

3.5 Menganalisis faktor-faktor yang 4.5 Mengajukan gagasan untuk mencegah dan

mempengaruhi terjadinya korosi mengatasi terjadinya korosi.

dan cara mengatasinya.

3.6 Menerapkan stoikiometri reaksi 4.6 Merancang dan melakukan penyepuhan
redoks dan Hukum Faraday untuk benda dari logam dengan ketebalan lapisan
menghitung besaran-besaran yang dan luas tertentu.
terkait sel elektrolisis.

2. Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik
Kompetensi dasar dikembangkan menjadi beberapa indikator pencapaian

kompetensi sebagai acuan bagi guru untuk mengukur pencapaian kompetensi dasar.
Dalam rangka memudahkan guru menentukan indikator yang sesuai dengan tuntunan
kompetensi dasar, indikator dibagi menjadi tiga kategori, yaitu indikator pendukung,
indikator inti, dan indikator pengayaan.

Indikator pendukung merupakan indikator tercapainya kompetensi yang
membantu peserta didik mencapai kompetensi dasar. Indikator pendukung disebut juga
indikator prasyarat yang berarti kompetensi tersebut harus dikuasai peserta didik agar
lebih mudah dalam mencapai indikator inti yang dipelajari.

Indikator inti adalah indikator yang menunjukkan bahwa peserta didik telah
mencapai kompetensi minimal yang terdapat pada kompetensi dasar yang dipelajari.

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 16

Indikator inti harus teraktualisasi dalam pelaksanaan pembelajaran dan
ketercapaiannya dibuktikan dengan hasil penilaian terhadap peserta didik.

Indikator pengayaan merupakan indikator yang menunjukkan bahwa peserta didik
mempunyai kompetensi yang melebihi dari tuntutan kompetensi minimal pada
kompetensi dasar. Indikator ini tidak selalu harus ada, dirumuskan apabila potensi
peserta didik memiliki kompetensi yang lebih tinggi dan perlu peningkatan melebihi
kompetensi dasar.

Tabel 5 Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik

Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian Kompetensi

3.3 Menyetarakan IPK Pendukung:
persamaan kimia 3.3.1 Membedakan persamaan kimia yang tergolong reaksi
reaksi redoks dan
memperkirakan reaksi redoks dan yang bukan redoks.
yang dapat terjadi
berdasarkan potensial IPK Inti:
elektrode.
3.3.2 Menyetarakan persamaan kimia reaksi redoks dengan
menggunakan metode setengah reaksi dan metode
perubahan bilangan oksidasi.

IPK Pengayaan:

3.3.3 Memprediksi reaksi redoks yang dapat terjadi
berdasarkan data potensial elektrode.

4.3 Menentukan urutan IPK Pendukung:
kekuatan 4.3.1 Mengetahui kriteria zat yang berperan sebagai
pengoksidasi atau
pereduksi pengoksidasi atau pereduksi.
berdasarkan hasil
percobaan. IPK Inti:
4.3.2 Menentukan urutan kekuatan pengoksidasi atau

pereduksi berdasarkan data hasil percobaan.

IPK Pengayaan:

4.3.3 Memprediksi terjadinya suatu reaksi redoks
berdasarkan data hasil percobaan.

17 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian Kompetensi
3.4 Menganalisis proses
IPK Pendukung:
yang terjadi dan 3.4.1 Mengetahui komponen penyusun sel Volta beserta
melakukan
perhitungan zat atau kegunaannya.
listrik yang terlibat
pada suatu sel Volta IPK Inti:
serta penerapannya 3.4.2 Menganalisis proses yang terjadi dalam suatu rangkaian
dalam kehidupan.
sel Volta.
4.4 Merancang sel Volta 3.4.3 Menganalisis cara menuliskan diagram sel dari suatu
dengan menggunakan
bahan di sekitar. rangkaian sel Volta.
3.4.4 Menganalisis cara menentukan potensial sel yang
3.5 Menganalisis faktor-
faktor yang dihasilkan dari suatu rangkaian sel Volta.
mempengaruhi
terjadinya korosi dan IPK Pengayaan:
cara mengatasinya. 3.4.5 Mengidentifikasi penerapan prinsip sel Volta pada

baterai kering, baterai alkali, dan accumulator.

IPK Pendukung:
4.4.1 Mengetahui alat dan bahan yang dibutuhkan untuk

merancang sel Volta dengan mengunakan bahan yang
ada di sekitar.

IPK Inti:
4.4.2 Merancang sel Volta dengan menggunakan bahan yang

ada di sekitar.

IPK Pengayaan:
4.4.3 Membuat proyek pembuatan sumber energi sederhana

menggunakan berbagai jenis buah-buahan atau bahan
lainnya yang ada di sekitar.

IPK Pendukung:
3.5.1 Mengidentifikasi berbagai contoh peristiwa korosi

dalam kehidupan sehari-hari.

IPK Inti:
3.5.2 Menganalisis reaksi yang terjadi pada peristiwa korosi

pada berbagai logam.
3.5.3 Menganalisis faktor-faktor penyebab terjadinya korosi

pada logam.
3.5.4 Menganalisis cara mengatasi korosi pada logam.

IPK Pengayaan:
3.5.5 Membandingkan peristiwa korosi yang terjadi pada

besi, aluminium, atau logam lainnya.

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 18

Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian Kompetensi
4.5 Mengajukan gagasan
IPK Pendukung:
untuk mencegah dan 4.5.1 Mengetahui bahan-bahan yang dapat digunakan untuk
mengatasi terjadinya
korosi. mencegah terjadinya korosi pada logam.

3.6 Menerapkan IPK Inti:
stoikiometri reaksi 4.5.2 Mengajukan gagasan percobaan untuk mencegah dan
redoks dan Hukum
Faraday untuk mengatasi terjadinya korosi.
menghitung besaran-
besaran yang terkait IPK Pengayaan:
sel elektrolisis. 4.5.3 Mengidentifikasi proses pencegahan korosi yang ada di

4.6 Merancang dan industri.
melakukan
penyepuhan benda IPK Pendukung:
dari logam dengan 3.6.1 Menentukan jumlah zat yang terlibat dari suatu
ketebalan lapisan dan
luas tertentu. persamaan kimia reaksi redoks.

IPK Inti:
3.6.2 Menerapkan stoikiometri reaksi redoks untuk

menentukan besaran-besaran yang terkait dalam sel
elektrolisis.
3.6.3 Menerapkan hukum Faraday untuk menentukan
hubungan antara muatan listrik yang digunakan dengan
banyaknya zat yang terlibat dalam sel elektrolisis.

IPK Pengayaan:
3.6.4 Mengidentifikasi berbagai penerapan konsep

elektrolisis di industri.

IPK Pendukung:
4.6.1 Mengetahui prinsip-prinsip dasar penyepuhan.

IPK Inti:
4.6.2 Merancang prosedur percobaan elektrolisis dengan

berbagai variabel bebas, variabel kontrol, dan variabel
terikat.
4.6.3 Merancang prosedur penyepuhan benda dari logam
dengan ketebalan lapisan dan luas tertentu.

IPK Pengayaan:
4.6.4 Membuat laporan ilmiah dari percobaan penyepuhan.

19 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

03 MATERI DAN ORGANISASI
PEMBELAJARAN

A. Ruang Lingkup Materi
Materi reaksi redoks dan elektrokimia di tingkat SMA/MA untuk Kurikulum 2013

Revisi 2018 terdapat di kelas X semester 2 dan kelas XII semester 1 dengan rincian
sebagai berikut:
1. Materi Kelas X

a) Bilangan oksidasi
b) Reaksi redoks
2. Materi Kelas XII
a) Penyetaraan reaksi redoks
b) Sel Volta
c) Korosi
d) Elektrolisis dan Hukum Faraday

B. Aplikasi Materi Reaksi Redoks dan Elektrokimia dalam Kehidupan

Enzim polifenol oksidase (PPO)

yang terdapat pada buah apel

mempercepat reaksi antara senyawa

fenolik yang terkandung pada daging

buah dengan oksigen di udara sehingga

Gambar 3 Enzymatic Browning pada menghasilkan o-kuinon yang
Buah Apel
menyebabkan terjadinya pencokelatan
Sumber: https://vinepair.com/articles/what-is-
oxidation-in-wine/ (enzymatic browning), seperti pada

Gambar 3. Proses ini merupakan salah

satu contoh reaksi redoks.

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 20

Logam yang dibiarkan di udara terbuka

cenderung mengalami korosi atau perkaratan.

Peristiwa ini merupakan reaksi yang terjadi antara

suatu logam dengan air dan udara yang ada di

sekitarnya, sehingga menghasilkan zat yang tidak

dikehendaki, yang disebut sebagai karat. Misalnya

korosi pada besi seperti pada Gambar 4. Fe yang ada Gambar 4 Perkaratan
di permukaan bereaksi dengan O2 dan H2O pada Rantai Besi
menghasilkan Fe2O3.xH2O. Dalam reaksi tersebut, Fe
mengalami oksidasi karena bilangan oksidasinya Sumber:
https://www.thoughtco.com/de

finition-of-corrosion-604960

meningkat dari 0 menjadi +3, sedangkan O2

mengalami reduksi karena bilangan oksidasinya

berkurang dari 0 menjadi –2.

Baterai yang biasa kita gunakan sehari-hari, mulai dari baterai jam tangan, remote

control, laptop, handphone, senter, hingga accumulator, merupakan beberapa contoh

benda yang menerapkan konsep reaksi redoks dan elektrokimia dalam susunan selnya.

Misalnya pada accumulator, sel ini terdiri dari Pb sebagai anode, PbO2 sebagai katode,

dan larutan H2SO4 sebagai elektrolitnya, seperti pada Gambar 5. Pada saat accumulator

digunakan, terjadi reaksi pengosongan, di mana Pb akan mengalami oksidasi, sedangkan

PbO2 akan mengalami reduksi.

21 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Gambar 5 Reaksi Pengosongan pada Sel Accumulator

Sumber: Malone, L.J. and Dolter, T. 2010. Basic Concepts of Chemistry

Adapun reaksi yang terjadi pada proses pengosongan accumulator adalah sebagai

berikut:

Oksidasi : Pb(s) + SO42–(aq) ⟶ PbSO4(s) + 2e–
Reduksi : PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42–(aq) + 2e– ⟶ PbSO4(s) + 2H2O(l)
Reaksi sel : PbO2(s) + Pb(s) + 4H+(aq) + 2SO42–(aq) ⟶ 2PbSO4(s) + 2H2O(l)

Apabila accumulator sudah tidak bisa menghasilkan listrik lagi, maka sel dapat diisi

kembali dengan cara mengalirkan arus listrik dari luar sehingga terjadi reaksi pengisian,

di mana PbSO4 akan mengalami reaksi disproporsionasi sebagai berikut:

Oksidasi : PbSO4(s) + 2H2O(l) ⟶ PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42–(aq) + 2e–

Reduksi : PbSO4(s) + 2e– ⟶ Pb(s) + SO42–(aq)

Reaksi sel : 2PbSO4(s) + 2H2O(l) ⟶ PbO2(s) + Pb(s) + 4H+(aq) + 2SO42–(aq)

Aspek reaksi redoks dan elektrokimia dapat ditemukan pula dalam fenomena

listrik dari pohon kedondong yang pernah hangat pada pertengahan tahun 2016. Ide

yang digagas oleh pemuda yang bernama Naufal Raziq ini, seperti yang terlihat pada

Gambar 6, diterapkan untuk menjawab kebutuhan listrik warga di kampung halamannya

di Tampor Paloh, Aceh Timur, sebuah desa terpencil yang saat itu hanya bisa menikmati

listrik apabila menggunakan genset.

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 22

Hipotesis penggunaan buah sebagai sumber

energi listrik ini sudah benar, tetapi belum

mampu untuk menghasilkan listrik yang stabil

dalam jangka waktu yang lama. Untuk

penggunaan listrik skala rumah tangga, proyek ini

membutuhkan lahan yang sangat luas. Gambar 6 Naufal beserta
Pohon kedondong memiliki kandungan asam Instalasi Listrik Kedondongnya

organik yang bertindak sebagai elektrolit. Dalam sel Sumber:
Volta, komponen yang dibutuhkan hanya elektrolit https://medan.tribunnews.com/2018/
dan dua elektrode. Jika ingin menggunakan
08/31/keadilan-energi-dari-listrik-
pohon-kedondong?page=all

kedondong sebagai elektrolit, maka dibutuhkan dua elektrode, misalnya seng (Zn) dan

tembaga (Cu). Keduanya dapat diperoleh dengan mudah di toko bangunan. Zn bertindak

sebagai anode karena memiliki nilai E lebih rendah dibandingkan Cu, sehingga Zn akan

mengalami oksidasi yang akan menghasilkan ion Zn2+ dan elektron.

Dalam sel baterai buah, pada elektrode Cu tidak terjadi reduksi ion Cu2+ melainkan

ion H+ dikarenakan dalam larutan elektrolit tidak terdapat ion Cu2+ melainkan ion H+

yang berasal dari asam organik, sehingga reaksi dan tegangan sel yang dihasilkan adalah

sebagai berikut:

Oksidasi : Zn(s) ⟶ Zn2+(aq) + 2e– E = –0,762 V

Reduksi : 2H+(aq) + 2e– ⟶ H2(g) E = 0,000 V
Reaksi sel : Zn(s) + 2H+(aq) ⟶ Zn2+(aq) + H2(g) Esel = +0,762 V

Seng dan elektrolit kedondong lambat laun akan habis, sehingga kedondong tidak

akan lagi menghasilkan listrik. Tegangan yang dihasilkan oleh pohon kedondong dengan

elektrode yang sama adalah 0,5–1 V. Hal ini terlihat menjanjikan, namun sesuai dengan

prinsip baterai pada umumnya, yang tersimpan dalam sebuah sel baterai terbatas.

Karena menggunakan bahan organik, percobaan ini berpotensi mencemari lingkungan

jika digunakan dalam jangka waktu panjang. Logam seng yang teroksidasi menjadi

23 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Zn2+ akan masuk ke jaringan pohon yang dapat membuat pohon mati karena dosis seng

yang terlalu besar.

Fenomena lain yang menerapkan konsep reaksi redoks

dan elektrokimia yaitu peristiwa penyepuhan

(electroplating). Dalam proses ini, suatu logam dilapisi oleh

logam lain agar diperoleh sifat-sifat yang lebih baik, misalnya

tahan karat, mengkilap, dan bernilai ekonomi tinggi. Logam

Gambar 7 Skema yang akan disepuh digunakan sebagai katode, logam
Penyepuhan Sendok penyepuh digunakan sebagai anode, sementara elektrolit
yang digunakan adalah salah satu larutan garam dari logam
oleh Perak penyepuhnya. Salah satu contoh penyepuhan bisa dilihat
pada Gambar 7.
Sumber: Zumdahl, S.S.
and Zumdahl, S.A. 2009.

Chemistry

C. Integrasi Keislaman dalam Materi Reaksi Redoks dan Elektrokimia
Kebenaran Al-Quran tidak dapat terbantahkan dan hal ini menimbulkan

ketertarikan para ilmuwan untuk membuktikan Al-Quran secara ilmiah dengan mengkaji
ayat-ayat kauniyah terutama berkaitan dengan fenomena materi. Salah satu fenomena
itu adalah besi yang menjadi nama surat ke-57 dalam Al-Quran.

Artinya: “Dan Kami menciptakan besi yang mempunyai kekuatan, hebat dan banyak
manfaat bagi manusia, dan agar Allah mengetahui siapa yang menolong
(agama)-Nya dan rasul-rasul-Nya walaupun (Allah) tidak dilihatnya.
Sesungguhnya Allah Maha Kuat, Maha Perkasa” (Q.S. Al-Hadid, 57: 25).

Dalam ayat tersebut digambarkan bahwa besi memiliki kekuatan yang hebat.
Namun, apabila dikaitkan dengan kajian sains terutama kimia dan fisika, terdapat
beberapa hal yang seolah-olah bertolak belakang, salah satunya yaitu peristiwa korosi

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 24

yang kerap terjadi pada logam besi, baik pada permukaannya maupun pada bagian
dalamnya. Beberapa upaya untuk mencegah terjadinya korosi pada besi di antaranya
yaitu pelapisan pada permukaan logam, proteksi katodik, penambahan inhibitor korosi,
dan lain-lain.

Artinya: “Berilah aku potongan-potongan besi. Hingga apabila besi itu telah sama rata
dengan kedua (puncak) gunung itu, berkatalah Dzulkarnain: "Tiuplah (api
itu)". Hingga apabila besi itu sudah menjadi (merah seperti) api, diapun
berkata: "Berilah aku tembaga (yang mendidih) agar aku tuangkan ke atas
besi panas itu. Maka, mereka tidak mampu mendakinya dan mereka tidak
mampu (pula) melubanginya” (Q.S. Al-Kahfi, 18: 96-97).

Dalam ayat di atas disebutkan proses pelapisan atau pencampuran logam besi
dengan tembaga. Besi mempunyai potensial reduksi (E) sebesar –0,44 Volt, sedangkan
tembaga mempunyai potensial reduksi (E) sebesar +0,34 Volt. Dengan demikian dapat
disimpulkan bahwa besi lebih mudah berkarat daripada tembaga. Apabila besi dilapisi
dengan tembaga, maka secara tidak langsung besi terlindungi dari pengaruh udara luar
sehingga akan terlindungi dari korosi. Hal inilah yang menyebabkan dinding besi
berlapiskan tembaga buatan Dzulkarnain kuat dan tahan lama karena tidak mengalami
korosi.

25 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

D. Bahan Bacaan
1. Bahan Bacaan 1: Reaksi Oksidasi-Reduksi (Redoks)

a) Bilangan Oksidasi
Bilangan oksidasi merujuk pada jumlah muatan yang dimiliki suatu atom dalam

molekul apabila elektron dari atom-atom yang berikatan sepenuhnya berpindah ke
atom yang lebih elektronegatif. Tabel berikut menjelaskan beberapa contoh penentuan
bilangan oksidasi untuk beberapa atom, baik dalam ion poliatom, maupun dalam
molekul senyawa anorganik dan organik.

Tabel 6 Beberapa Contoh Penentuan Bilangan Oksidasi

No. Unsur yang Ditentukan Uraian Penentuan Bilangan Oksidasi (Biloks)
Biloksnya

1 Cl dalam HClO3 Gambarkan struktur Lewisnya terlebih dahulu:

2 C dalam CO32– Keelektronegatifan Cl lebih kecil daripada O, sehingga
semua elektron di antara Cl dan O tertarik ke atom O, maka:

Biloks Cl = elektron valensi – elektron yang tersisa
=7–2
= +5

Gambarkan struktur Lewisnya terlebih dahulu:

Keelektronegatifan O lebih besar daripada C, sehingga
semua elektron di antara O dan C tertarik ke atom O, maka:

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 26

No. Unsur yang Ditentukan Uraian Penentuan Bilangan Oksidasi (Biloks)
Biloksnya

Biloks C = elektron valensi – elektron yang tersisa

=4–0
= +4

3 O dalam O22– Gambarkan struktur Lewisnya terlebih dahulu:

4 O dalam O2– Jenis unsur dari kedua atom yang berikatan sama,
keelektronegatifannya sama, sehingga elektron terbagi
secara merata di kedua atom yang berikatan, maka:

Biloks O = elektron valensi – elektron yang tersisa
=6–7
= –1

Gambarkan struktur Lewisnya terlebih dahulu:

Jenis unsur dari kedua atom yang berikatan sama,
keelektronegatifannya sama, sehingga elektron terbagi
secara merata di kedua atom yang berikatan, maka:

Biloks O kiri = elektron valensi – elektron yang tersisa

=6–6
=0

Biloks O kanan = elektron valensi – elektron yang tersisa

=6–7
= –1

27 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

No. Unsur yang Ditentukan Uraian Penentuan Bilangan Oksidasi (Biloks)
Biloksnya Gambarkan struktur Lewisnya terlebih dahulu:

5 C dalam CH3OH

6 C dalam HCHO Keelektronegatifan C lebih besar daripada H tetapi lebih
kecil daripada O, sehingga semua elektron di antara C dan H
tertarik ke atom C dan semua elektron di antara C dan O
tertarik ke atom O, maka:

Biloks C = elektron valensi – elektron yang tersisa
=4–7
= –3

Gambarkan struktur Lewisnya terlebih dahulu:

Keelektronegatifan C lebih besar daripada H tetapi lebih
kecil daripada O, sehingga semua elektron di antara C dan H
tertarik ke atom C dan semua elektron di antara C dan O
tertarik ke atom O, maka:

Biloks C = elektron valensi – elektron yang tersisa
=4–4
=0

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 28

b) Reaksi Redoks

Dalam reaksi redoks, elektron-elektron ditransfer dari satu spesi ke spesi yang lain.

Reaksi antara logam magnesium dan gas oksigen merupakan salah satu contoh reaksi

redoks:

2Mg(s) + O2(g) ⟶ 2MgO(s)

Pada reaksi tersebut, Mg melepas

elektron sehingga bilangan

oksidasinya meningkat dari 0 menjadi

+2, sementara O2 menerima elektron

sehingga bilangan oksidasinya

berkurang dari 0 menjadi –2. Dengan Gambar 8 Magnesium Terbakar oleh Oksigen

demikian, dapat disimpulkan bahwa Sumber: Chang, R. 2010. Chemistry

Mg mengalami oksidasi dan berperan sebagai reduktor, sedangkan O2 mengalami

reduksi dan berperan sebagai oksidator. Adapun hasil oksidasi dan reduksinya berturut-

turut yaitu ion Mg2+ dan ion O2– yang sama-sama terdapat di dalam kristal MgO.

Contoh reaksi redoks lainnya yaitu:

Cl2(g) + 2NaOH(aq) ⟶ NaCl(aq) + NaClO(aq) + H2O(l)

Pada reaksi tersebut, Cl2 melepas sekaligus menerima elektron sehingga bilangan

oksidasinya berubah dari 0 menjadi –1 pada NaCl dan +1 pada NaClO. Jadi dapat

disimpulkan bahwa Cl2 mengalami oksidasi sekaligus reduksi dan berperan sebagai
reduktor sekaligus oksidator. Adapaun ion Cl– dari NaCl sebagai hasil reduksinya,

sedangkan ion ClO– dari NaClO sebagai hasil oksidasinya. Reaksi seperti ini dikenal

dengan istilah reaksi disproporsionasi.

Contoh reaksi redoks lainnya yaitu:

Pb(s) + PbO2(aq) + 2H2SO4(aq) ⟶ 2PbSO4(s) + 2H2O(l)

Pada reaksi tersebut, Pb melepas elektron sehingga bilangan oksidasinya meningkat dari

0 menjadi +2 pada PbSO4, sementara PbO2 menerima elektron sehingga bilangan

oksidasi berkurang dari +4 menjadi +2 pada PbSO4. Dengan demikian, dapat disimpulkan

29 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

bahwa Pb mengalami oksidasi dan berperan sebagai reduktor, sedangkan PbO2
mengalami reduksi dan berperan sebagai oksidator. Adapun PbSO4 berperan sebagai
hasil reduksi maupun oksidasi. Reaksi seperti ini dikenal dengan istilah reaksi
konproporsionasi.

c) Penyetaraan Reaksi Redoks
1) Metode Setengah Reaksi

Penyetaraan reaksi redoks dengan metode setengah reaksi digunakan untuk
reaksi redoks yang berlangsung dalam air, sehingga reaksi ini dipengaruhi oleh suasana
asam atau basa. Metode ini harus ditulis dalam persamaan reaksi ionik, sehingga spesi
larutan harus ditulis dalam bentuk ion. Karena ditulis dalam bentuk persamaan ionik
serta memperlihatkan proses serah-terima elektron, maka metode ini disebut juga
metode ion-elektron. Berikut ini contoh penyetaraan reaksi redoks dengan metode
setengah reaksi:
i) Suasana Asam

Setarakan persamaan reaksi redoks berikut dengan metode setengah reaksi!
K2Cr2O7(aq) + HCl(aq) ⟶ KCl(aq) + CrCl3(aq) + Cl2(g) + H2O(l)

Tahap Proses Penyetaraan Reaksi
1 Tulis persamaan reaksi ionik yang melibatkan spesi-spesi yang mengalami
perubahan bilangan oksidasi.
Cr2O72– + Cl– ⟶ Cr3+ + Cl2
2 Pisahkan persamaan tersebut menjadi setengah reaksi.
Oksidasi : Cl– ⟶ Cl2
Reduksi : Cr2O72– ⟶ Cr3+
3 Setarakan atom-atom selain O dan H.
Oksidasi : 2Cl– ⟶ Cl2
Reduksi : Cr2O72– ⟶ 2Cr3+

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 30

Tahap Proses Penyetaraan Reaksi

4 Setarakan atom O dengan menambahkan H2O di ruas yang kekurangan O.
Oksidasi : 2Cl– ⟶ Cl2
Reduksi : Cr2O72– ⟶ 2Cr3+ + 7H2O

5 Setarakan atom H dengan menambahkan H+ di ruas yang kekurangan H.
Oksidasi : 2Cl– ⟶ Cl2
Reduksi : Cr2O72– + 14H+ ⟶ 2Cr3+ + 7H2O

6 Setarakan muatan dengan menambahkan elektron di ruas yang kelebihan
muatan.
Oksidasi : 2Cl– ⟶ Cl2 + 2e–
Reduksi : Cr2O72– + 14H+ + 6e– ⟶ 2Cr3+ + 7H2O

7 Samakan jumlah elektron, lalu jumlahkan.

Oksidasi : 2Cl– ⟶ Cl2 + 2e– [3]

Reduksi : Cr2O72– + 14H+ + 6e– ⟶ 2Cr3+ + 7H2O [  1 ]

-------------------------------------------------------------------------------------------------- +

Redoks : Cr2O72– + 2Cl– + 14H+ ⟶ 2Cr3+ + 7H2O + Cl2

8 Lengkapi dan periksa kembali persamaan reaksi tersebut.
K2Cr2O7(aq) + 14HCl(aq) ⟶ 2KCl(aq) + 2CrCl3(aq) + 3Cl2(g) + 7H2O(l)

ii) Suasana Basa

Setarakan persamaan reaksi redoks berikut dengan metode setengah reaksi!

Bi2O3(s) + NaOH(aq) + NaClO(aq) ⟶ NaBiO3(aq) + NaCl(aq) + H2O(l)

Tahap Proses Penyetaraan Reaksi

1 Tulis persamaan reaksi ionik yang melibatkan spesi-spesi yang mengalami
perubahan bilangan oksidasi.
Bi2O3 + ClO– ⟶ BiO3– + Cl–

2 Pisahkan persamaan tersebut menjadi setengah reaksi.
Oksidasi : Bi2O3 ⟶ BiO3–
Reduksi : ClO– ⟶ Cl–

3 Setarakan atom-atom selain O dan H.
Oksidasi : Bi2O3 ⟶ 2BiO3–
Reduksi : ClO– ⟶ Cl–

31 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Tahap Proses Penyetaraan Reaksi

4 Setarakan atom O dengan menambahkan H2O di ruas yang kelebihan O.
Oksidasi : Bi2O3 ⟶ 2BiO3– + 3H2O
Reduksi : ClO– + H2O ⟶ Cl–

5 Setarakan atom H dengan menambahkan OH– di ruas yang kekurangan H.
Oksidasi : Bi2O3 + 6OH– ⟶ 2BiO3– + 3H2O
Reduksi : ClO– + H2O ⟶ Cl– + 2OH–

6 Setarakan muatan dengan menambahkan elektron di ruas yang kelebihan
muatan.
Oksidasi : Bi2O3 + 6OH– ⟶ 2BiO3– + 3H2O + 4e–
Reduksi : ClO– + H2O + 2e– ⟶ Cl– + 2OH–

7 Samakan jumlah elektron, lalu jumlahkan.

Oksidasi : Bi2O3 + 6OH– ⟶ 2BiO3– + 3H2O + 4e– [  1 ]

Reduksi : ClO– + H2O + 2e– ⟶ Cl– + 2OH– [2]

-------------------------------------------------------------------------------------------------- +

Redoks : Bi2O3 + 2ClO– + 2H2O + 6OH– ⟶ 2BiO3– + 2Cl– + 4OH– + 3H2O
Bi2O3 + 2ClO– + 2OH– ⟶ 2BiO3– + 2Cl– + H2O

8 Lengkapi dan periksa kembali persamaan reaksi tersebut.
Bi2O3(s) + 2NaOH(aq) + 2NaClO(aq) ⟶ 2NaBiO3(aq) + 2NaCl(aq) + H2O(l)

2) Metode Perubahan Bilangan Oksidasi
Penyetaraan reaksi redoks dengan metode perubahan bilangan oksidasi

digunakan untuk reaksi redoks yang berlangsung dengan atau tanpa air, sehingga reaksi
ini bisa dipengaruhi oleh suasana asam atau basa, bisa juga tidak. Metode ini dapat
berupa persamaan reaksi lengkap, juga dapat berupa persamaan reaksi ionik. Berikut ini
contoh penyetaraan reaksi redoks dengan metode perubahan bilangan oksidasi.
i) Suasana Asam

Setarakan persamaan reaksi redoks berikut dengan metode perubahan bilangan
oksidasi!
IO3–(aq) + NO2(g) ⟶ I2(s) + NO3–(aq)

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 32

Tahap Proses Penyetaraan Reaksi

1 Tentukan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.

IO3–(aq) + NO2(g) ⟶ I2(s) + NO3–(aq)

+5 +4 0 +5

2 Buat garis penghubung dari reaktan ke produk, baik yang mengalami oksidasi
maupun yang mengalami reduksi.

IO3–(aq) + NO2(g) ⟶ I2(s) + NO3–(aq)

+5 +4 0 +5

reduksi

oksidasi

3 Setarakan atom-atom selain O dan H.

2IO3–(aq) + NO2(g) ⟶ I2(s) + NO3–(aq)

+5 +4 0 +5

reduksi

oksidasi

4 Kalikan bilangan oksidasi dengan indeks dan koefisien.

2IO3–(aq) + NO2(g) ⟶ I2(s) + NO3–(aq)

+5 +4 0 +5

+10 reduksi 0

+4 oksidasi +5

5 Tulis perubahan bilangan oksidasi yang terjadi.

2IO3–(aq) + NO2(g) ⟶ I2(s) + NO3–(aq)

+5 +4 0 +5

+10 reduksi (10) 0
+4 oksidasi (1)
+5

6 Setarakan perubahan bilangan oksidasi dengan pengali yang sesuai.

2IO3–(aq) + NO2(g) ⟶ I2(s) + NO3–(aq)

+5 +4 0 +5

+10 reduksi (10)  1 0
+4 oksidasi (1)  10
+5

33 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Tahap Proses Penyetaraan Reaksi
7 Masukkan pengali ke dalam tiap koefisien yang terhubung.
2IO3–(aq) + 10NO2(g) ⟶ I2(s) + 10NO3–(aq)
8 Tambahkan H+ di ruas yang muatannya lebih kecil.
2IO3–(aq) + 10NO2(g) ⟶ I2(s) + 10NO3–(aq) + 8H+(aq)
9 Tambahkan H2O di ruas yang kekurangan H.
2IO3–(aq) + 10NO2(g) + 4H2O(l) ⟶ I2(s) + 10NO3–(aq) + 8H+(aq)

Catatan:
Selanjutnya tahapan-tahapan di atas dapat diringkas sesuai dengan kebutuhan.

ii) Suasana Basa
Setarakan persamaan reaksi redoks berikut dengan metode perubahan bilangan
oksidasi!
As2O3(s) + Zn(s) ⟶ AsH3(s) + ZnO22–(aq)

Tahap Proses Penyetaraan Reaksi
1 Tentukan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.
As2O3(s) + Zn(s) ⟶ AsH3(s) + ZnO22–(aq)
+3 0 –3 +2
2 Buat garis penghubung dari reaktan ke produk, baik yang mengalami oksidasi
maupun yang mengalami reduksi.
As2O3(s) + Zn(s) ⟶ AsH3(s) + ZnO22–(aq)
+3 0 –3 +2

reduksi
oksidasi

3 Setarakan atom-atom selain O dan H.
As2O3(s) + Zn(s) ⟶ 2AsH3(s) + ZnO22–(aq)
+3 0 –3 +2

reduksi
oksidasi

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 34

Tahap Proses Penyetaraan Reaksi

4 Kalikan bilangan oksidasi dengan indeks dan koefisien.

As2O3(s) + Zn(s) ⟶ 2AsH3(s) + ZnO22–(aq)

+3 0 –3 +2

+6 reduksi oksidasi –6

0 +2

5 Tulis perubahan bilangan oksidasi yang terjadi.
As2O3(s) + Zn(s) ⟶ 2AsH3(s) + ZnO22–(aq)
+3 0 –3 +2

+6 reduksi (12) –6

0 oksidasi (2) +2

6 Setarakan perubahan bilangan oksidasi dengan pengali yang sesuai.
As2O3(s) + Zn(s) ⟶ 2AsH3(s) + ZnO22–(aq)
+3 0 –3 +2

+6 reduksi (12)  1 –6

0 oksidasi (2)  6 +2

7 Masukkan pengali ke dalam tiap koefisien yang terhubung.
As2O3(s) + 6Zn(s) ⟶ 2AsH3(s) + 6ZnO22–(aq)

8 Tambahkan OH– di ruas yang muatannya lebih besar.
As2O3(s) + 6Zn(s) + 12OH–(aq) ⟶ 2AsH3(s) + 6ZnO22–(aq)

9 Tambahkan H2O di ruas yang kekurangan H.
As2O3(s) + 6Zn(s) + 12OH–(aq) ⟶ 2AsH3(s) + 6ZnO22–(aq) + 3H2O(l)

35 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

2. Bahan Bacaan 2: Elektrokimia
Apabila Cu dimasukkan ke dalam larutan ZnSO4

seperti pada Gambar 8, ternyata tidak terjadi

perubahan sama sekali. Sebaliknya apabila Zn

dimasukkan ke dalam larutan CuSO4, di samping

terbentuk endapan cokelat, warna biru dari larutan

CuSO4 pun semakin lama semakin memudar, seperti

pada Gambar 9. Jadi reaksi antara logam Cu dan Gambar 9 Percobaan Reaksi
larutan ZnSO4 tidak berlangsung spontan, sedangkan Cu dengan Larutan ZnSO4
reaksi antara logam Zn dan larutan CuSO4
Sumber:
https://fineartamerica.com/

berlangsung spontan.

Warna biru pada larutan CuSO4 berasal dari
kandungan ion Cu2+ di dalamnya. Warna biru ini akan

memudar apabila ke dalam larutan tersebut ditambahkan

logam Zn. Proses ini dikenal dengan istilah reaksi

pendesakan. Dalam reaksi ini, Zn mengalami oksidasi

Gambar 10 Percobaan menjadi ion Zn2+ yang tidak berwarna, sedangkan ion Cu2+
Reaksi Zn dengan akan terdesak atau mengalami reduksi menjadi endapan
Larutan CuSO4 tembaga yang berwarna cokelat. Jadi makin lama
konsentrasi ion Cu2+ akan semakin berkurang, sedangkan
Sumber: konsentrasi ion Zn2+ akan semakin bertambah.
https://fineartamerica.com/

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa logam yang lebih mudah mengalami

oksidasi akan mendesak kation dalam larutan sehingga kation tersebut akan mengalami

reduksi. Di antara dua percobaan pada Gambar 8 dan 9 di atas, reaksi spontan

ditunjukkan oleh Gambar 10. Reaksi kimia yang terjadi ditunjukkan melalui persamaan

kimia berikut:

Zn(s) + CuSO4(aq) ⟶ ZnSO4(aq) + Cu(s)

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 36

Dalam reaksi tersebut, Zn melepas elektron sehingga bilangan oksidasinya
meningkat dari 0 menjadi +2. Elektron yang lepas ditangkap oleh Cu2+ sehingga bilangan
oksidasinya berkurang dari +2 menjadi 0.

(a) (b)
Gambar 11 Reaksi Pendesakan Zn-CuSO4 dan Cu-AgNO3

Sumber: Chang, R. 2010. Chemistry

a) Sel Volta
1) Komponen Sel Volta

Pada Gambar 11, terlihat bahwa elektron-elektron langsung ditransfer dari
reduktor ke oksidator. Untuk gambar (a) transfer elektron langsung dari Zn ke Cu2+
dalam larutan, sedangkan untuk gambar (b) transfer elektron langsung dari Cu ke Ag+
dalam larutan. Namun, jika reduktor dan oksidator tersebut dipisahkan secara fisik,
transfer elektron dapat berlangsung lewat kawat penghantar eksternal. Sewaktu reaksi
berlangsung, kawat tersebut mengalirkan elektron secara konstan sehingga
menghasilkan listrik.

Rangkaian alat yang disusun untuk menghasilkan listrik dengan memanfaatkan
reaksi redoks spontan disebut sel Volta atau sel galvanik, yang diambil dari nama
ilmuwan Italia, yakni Luigi Galvani dan Alessandro Volta, yang membuat versi awal dari
alat ini. Gambar 12 memperlihatkan komponen-komponen dari sel tersebut.

37 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Gambar 12 Rangkaian Sel Volta dengan Anode Zn dan Katode Cu

Sumber: Chang, R. 2010. Chemistry

Sel Volta yang diperlihatkan pada Gambar 12 terdiri dari logam seng yang

dicelupkan ke dalam larutan ZnSO4 dan logam tembaga yang dicelupkan ke dalam
larutan CuSO4. Sel bekerja dengan asas bahwa oksidasi Zn menjadi Zn2+ dan reduksi Cu2+

menjadi Cu dapat dibuat berlangsung serentak dalam lokasi-lokasi yang terpisah di

mana transfer elektron antara lokasi-lokasi tersebut terjadi melalui kawat penghantar

eksternal. Logam seng dan tembaga disebut sebagai elektrode. Susunan elektrode Zn

dan Cu serta larutan ZnSO4 dan CuSO4 ini disebut sel Daniell. Berdasarkan definisi, anode

adalah elektrode tempat terjadinya oksidasi dan katode adalah elektrode tempat

terjadinya reduksi.

Reaksi-reaksi setengah sel yang terjadi di masing-masing elektrode yaitu:

Oksidasi : Zn(s) ⟶ Zn2+(aq) + 2e–

Reduksi : Cu2+(aq) + 2e– ⟶ Cu(s)

Reaksi sel : Zn(s) + Cu2+(aq) ⟶ Zn2+(aq) + Cu(s)

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia 38

Untuk melengkapi rangkaian listriknya, kedua larutan harus dihubungkan oleh
suatu medium penghantar agar kation dan anion dapat bergerak dari satu kompartemen
elektrode ke kompartemen elektrode yang lainnya. Persyaratan ini terpenuhi oleh
jembatan garam, salah satu contohnya yaitu NaNO3, yang mengandung kation Na+ dan
anion NO3–. Ion-ion ini tidak akan bereaksi dengan ion lain dalam larutan maupun
dengan elektrode.

Selama keseluruhan reaksi berjalan, anode Zn akan terus larut membentuk ion
Zn2+ sambil melepaskan elektron sehingga massa anode akan berkurang. Elektron dari
anode Zn mengalir ke arah katode Cu melalui kawat penghantar dan voltmeter, lalu
diserap oleh ion Cu2+ sehingga terbentuk endapan Cu di permukaan katode sehingga
massa katode akan bertambah. Apabila tidak ada jembatan garam yang
menghubungkan kedua larutan, maka akan terjadi penumpukan ion positif di sekitar
anode karena meningkatnya konsentrasi ion Zn2+, serta penumpukan ion negatif di
sekitar katode karena berkurangnya konsentrasi Cu2+, dan hal ini tentunya akan
menghentikan kerja sel.

Dua elektrode yang digunakan dalam sel Volta harus mempunyai perbedaan
energi potensial listrik supaya terjadi aliran listrik dari tegangan yang lebih tinggi ke
tegangan yang lebih rendah. Arah aliran listrik ini selalu berlawanan dengan arah aliran
elektron. Oleh karena elektron mengalir dari anode ke katode, maka arus listrik akan
mengalir dari katode selaku elektrode bertegangan tinggi ke anode selaku elektrode
bertegangan rendah.

Selisih potensial listrik di antara kedua elektrode diukur dengan voltmeter, seperti
yang bisa dilihat pada Gambar 13, angka yang muncul pada voltmeter dikenal dengan
potensial sel. Dua istilah lainnya yaitu gaya elektromotif atau emf (E) dan voltase sel juga
bisa digunakan untuk menyatakan potensial sel.

39 Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Gambar 13 Penentuan Potensial Sel Menggunakan Voltmeter

Sumber: Chang, R. 2010. Chemistry

Notasi konvensional untuk menyatakan sel Volta dikenal dengan istilah diagram
sel. Untuk sel yang ditunjukkan oleh Gambar 12, jika diasumsikan bahwa konsentrasi ion
Zn2+ dan Cu2+ masing-masing sebesar 1 M, maka diagram selnya adalah:

Zn(s) | Zn2+(1 M) || Cu2+(1 M) | Cu(s)
Garis tegak tunggal menyatakan batas fasa, sedangkan garis tegak ganda menyatakan
jembatan garam. Berdasarkan konvensi, anode ditulis terlebih dahulu di sebelah kiri
garis ganda dan komponen lain muncul secara berurutan seiring bergeraknya elektron
dari anode ke katode.
2) Potensial Reduksi Standar

Gambar 14 Elektrode Hidrogen 40

Sumber: Chang, R. 2010. Chemistry

Unit Pembelajaran 11 : Reaksi Redoks dan Elektrokimia