Kompetensi Dasar :

3.3 Mengevaluasi gejala atau proses yang terjadi dalam contoh sel elektrokimia (sel volta dan sel elektrolisis) yang digunakan dalam

kehidupan.

Materi :

A. Penggunaan Sel Volta dalam Kehidupan

1. Sel Aki

2. Sel Kering (Baterai)

3. Baterai Alkali

4. Baterai Perak Oksida

5. Baterai Litium

6. Baterai Nikel – Kadmium (Ni-Cd)

B. Penggunaan Elektrolisis dalam Kehidupan

1. Penyepuhan Logam (Electroplating)

2. Pemurnian Logam (Refining)

3. Pembuatan Senyawa Kimia

Alokasi waktu : 2JP/ 2 × 45 menit

Page 1

Kegiatan Pembelajaran :

Tahapan

KegiatanLangkah-langkah Waktu

Kegiatan Awal Fase 1 Guru mengucapkan salam dan membuka pelajaran

Guru memeriksa kehadiran siswa

Guru menyampaikan tujuan pembelajaran

Memotivasi siswa, memberikan pertanyaan kepada siswa terkait dengan topik

yang dipelajari

‘’ Apa saja contoh dari sel volta dan sel elektrolisis dalam kehidupan? ‘’

10 menit

Kegitan Inti Fase 2 Guru menjelaskan tentang prinsip kerja sel Volta yang banyak digunakan dalam

kehidupan (baterai, aki dll).

Guru membagi siswa menjadi kelompok-kelompok belajar (setiap kelompok 3-4

orang)

Siswa melakukan diskusi dari pertanyaan-pertanyaan yang sudah diberikan guru

10 menit

Fase 3 Guru membimbing siswa melakukan diskusi dalam kelompok

Memastikan siswa mengerjakannya secara berkelompok

20 menit

Fase 4 Mengembangkan dan menyajikan hasil diskusi

Masing-masing kelompok secara bergantian memaparkan hasil diskusi

Diskusi kelas untuk menyamakan persepsi

Guru mempersilahkan siswa bertanya jika masih ada pokok bahasan yang belum

30 menit

Page 2

dimengerti

Fase 5 Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang telah tampil menyajikan

hasil kerjanya serta siswa-siswa yang aktif selama berdiskusi.

5 menit

Kegiatan Akhir Guru bersama siswa membuat kesimpulan dari hasil diskusi

Guru meminta siswa untuk mengungkapkan pendapatnya tentang jalannya diskusi

selama pembelajaran berlangsung.

10 menit

Page 3

LEMBAR KERJA SISWA

Materi

A. PENGGUNAAN SEL VOLTA DALAM KEHIDUPAN

1. SEL AKI

Baterai yang biasa digunakan pada mobil adalah aki. Baterai ini biasanya

menghasilkan 6 atau 12 volt, tergantung pada jumlah sel yang digabungkan.

Bagian dalam baterai terdiri dari sejumlah sel galvanik yang dihubungkan seri

satu sama lain.

Untuk meningkatkan arus yang dihasilkan maka setiap sel tunggal

mempunyai satu anoda Pb dan satu katoda PbO2 yang dihubungkan satu

sama lain. Elektroda dicelupkan ke dalam larutan elektrolit asam sulfat encer

(biasanya 30% berat dan sel diisi penuh).

Bila aki beroperasi maka reaksi yang terjadi adalah,

Page 4

Anoda : Pb(s) + SO42-

(aq) → PbSO4(s) + 2e

Katoda : PbO2(s) + 4H+(aq) + SO4

2-(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)

Pb(s) + PbO2(s) + 4H+(aq) + 2SO4

2-(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l)

2. Sel kering (Baterai)

Sel kering banyak digunakan pada alat-alat elektronika, contoh lampu

senter. Sel ini merupakan sel volta primer. Sel kering ditemukan oleh

Leclanche, sehingga sering disebut sel Leclanche. Pada sel Leclanche,

reaksi oksidasi terjadi pada zink dan reaksi reduksi terjadi pada karbon

yang inert. Elektrolitnya adalah pasta yang basah terdiri dari MnO2,

ZnCl2, NHCl dan karbon hitam. Disebut sel kering karena dalam sel tidak

terdapat cairan yang bebas.

Reaksi yang terjadi pada sel Leclanche dapat ditulis seperti berikut.

3. Baterai Alkali

Page 5

Anoda : Zn(s) + 2OH¯(aq) → Zn(OH)2(s) + 2 e¯

Katoda : 2 MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e¯→ 2MnO(OH)(s) + 2OH¯(aq)

: Zn(s) + 2MnO2(s) + 2H2O(l) → Zn(OH)2(s) + 2MnO(OH)(s)

Dinamakan baterai alkalin karena elektrolitnya bersifat alkali atau basa,

bukan asam.  Anoda : elektroda, bisa berupa logam maupun penghantar

listrik lain, pada sel elektrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik

mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah

pergerakan elektron. Pada proses elektrokimia, baik sel galvanik (baterai)

maupun sel elektrolisis, anoda mengalami oksidasi.

Katoda: Kebalikan dari anoda, katoda adalah elektroda dalam sel elaktrokimia yang terpolarisasi jika arus listrik

mengalir keluar darinya. Pada baterai biasa (Baterai Karbon-Seng), yang menjadi katoda adalah seng, yang juga

menjadi pembungkus baterai. Sedangkan, pada baterai alkalin, yang menjadi katoda adalah mangan dioksida

(MnO2).

Reaksi selnya adalah sebagai berikut :

Katoda (+) : 2 NH4+(aq)+ 2 MnO2(s)+ 2 e- ——> Mn2O3(s)+ 2 NH3(aq)+ H2O(l)

Anoda (-) : Zn(s) ——> Zn2+(aq) + 2 e-

Reaksi Sel : 2 NH4+(aq) + 2 MnO2(s) + Zn(s) ——> Mn2O3(s) + 2 NH3(aq) + H2O(l) + Zn2+(aq) 

4. Baterai Perak Oksida

Baterai perak oksida juga kecil dan ringan. Baterai ini digunakan pada jam

tangan, kamera, dan kalkulator. Umumnya panjang karena arus yang

dikeluarkan cukup kecil potensi sel dari baterai sekitar 1,5 V dan dapat

Page 6

bertahan secra konstan selama pemakaian. sel dari baterai perak oksida terdiri dari anoda Zn dan katoda Ag2O

dengan elektrolit KOH. Reaksi redoks terjadi :

Anoda : Zn(s) + 2OH-(aq)  →  Zn(OH)2(s) + 2e-

katoda  : Ag2O(s) + H2O(l) + 2e-  →  2Ag(s) + 2OH-(aq)

Sel : Zn(s) + Ag2O(s) + H2O(l)  →  Zn(OH)2(s) + 2Ag(s)

5. Baterai Litium

Baterai ion litium adalah baterai yang memiliki anode berupa ion

litium. Karena menggunakan ion litium dan bukan logam litium, maka

reaksi yang terjadi bukanlah reaksi redoks, melainkan hanya pergerakan

ion litium melalui elektrolit dari satu elektrode ke elektrode lain. Baterai ini

bekerja dengan prinsip interkalasi, yaitu pergerakan ion litium pada daerah

Page 7

antar lapisan atom dalam kristal tertentu.Pergerakan ion ini terjadi diantara dua elektrode, yaitu grafit dan

LiCoO2. Larutan  LiPF6 digunakan sebagai elektrolit dalam baterai ini.

6. Baterai Ni-Cd

Baterai nikel-kadmium (baterai nikad) adalah baterai primer kering yang dapat diisi ulang. Baterai ini terdiri dari

logam kadmium sebagai anodenya dan nikel (IV) oksida (NiO2) sebagai katodenya. Untuk elektrolitnya,

digunakan larutan hidroksida (OH-) yang berupa pasta. Baterai nikad ini memiliki potensial 1,2 volt. Baterai ini

termasuk di dalam kategori baterai sekunder karena dapat diisi ulang. Hal ini disebabkan karena hasil reaksinya

berupa zat padat yang menempel pada setiap elektrodenya.

Reaksi pada baterai nikad adalah :

Anode             : Cd(s) + 2OH-(aq) → Cd(OH)2(s) + 2e

Katode            : NiO2(s) + 2H2O + 2e → Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)

Reaksi Total    : Cd(s) + NiO(aq) + 2H2O(l) → Cd(OH)2(s) + Ni(OH)2(s)

Pemakaian baterai nikad semakin berkurang di masa sekarang. Hal ini disebabkan karena kadmium ialah logam

berat yang sangat beracun dan dapat mencemari lingkungan. Kadmium yang terakumulasi dalam tubuh

manusia sangat berpotensi untuk merusak ginjal, paru-paru, menyebabkan kerapuhan tulang, serta

menyebabkan adanya gangguan pada organ reproduksi, seperti uap logam kadmium yang dapat menyebabkan

impotensi serta membunuh sel sperma pada laki-laki.

Page 8

B. PENGGUNAAN ELEKTROLISIS DALAM KEHIDUPAN

1. Pemurnian Logam

Anoda yang dipakai adalah logam tak murni (kotor). Pengotor akan terlepas selama proses elektrolisis ketika

logam bergerak dari anoda ke katoda. Selama proses ini, katoda mengandung dekomposisi logam murni dari

larutan yang berisi ion logam. Sebagai contoh, tembaga dimurnikan melalui elektrolisis yang membutuhkan

konduktivitas listrik yang tinggi. Pada proses ini, katoda adalah tembaga murni, sedangkan anoda adalah

tembaga kotor. Ion Cu2+ dari anoda bergerak melalui larutan tembaga (II) sulfat menuju katoda dan berubah

menjadi padatan tembaga. Selama proses berlangsung, pengotor akan mengendap di dasar tangki. Hasil

samping berupa pengotor disebut sebagai lumpur anoda.

2. Pembuatan Bahan Kimia

Pembuatan Beberapa Bahan Kimia. Beberapa bahan kimia seperti logam alkali dan alkali tanah aluminium, gas

hidrogen,gas oksigen, gas klorin, dan natrium hidroksida dibuat secara elektrolisis. Contoh:Pembuatan logam

natrium dengan mengelektrolisis lelehan NaCl yang dicampurdengan CaCl2.

3. Penyepuhan Logam.

Suatu produk dari logam agar terlindungi dari korosi (perkaratan) dan terlihat lebih menarik seringkali dilapisi

dengan lapisan tipis logam lain yang lebih tahan korosidan mengkilat. Salah satu cara melapisi atau menyepuh

adalah dengan elektrolisis. Benda yang akan dilapisi dipasang sebagai katoda dan potongan logam penyepuh

dipasang sebagai anoda yang dibenamkan dalam larutan garam dari logam penyepuh dan dihubungkan dengan

Page 9

sumber arus searah.Contoh: untuk melapisi sendok garpu yang terbuat dari baja dengan perak, maka garpu

dipasang sebagai katoda dan logam perak dipasang sebagai anoda, dengan elektrolit larutan.

UJI PEMAHAMAN

1) Tulislah reaksi pengosongan dan pengisisan aki.

Jawab :

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

2) Bahaslah kegunaan dan contoh-contoh sel volta yang digunakan dalam kehidupan.

Jawab :

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

Page 10

3) Bahaslah tentang penggunaan elektrolisis dalam kehidupan.

Jawab :

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

4) Tembaga biasanya mengandung perak, emas, besi, dan zink sebagai pengotor. Pemurnian tembaga dilakukan secara elektrolisis.

a. Gambarlah susunan elektrolisis untuk pemurnian tembaga

b. Jelaskan bagaimana pengotor-pengotor terpisahkan selama proses elektrolisis

Jawab :

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

5) Gambarlah diagram sel elektrolisis untuk penyepuhan besi dan perak. Tulis reaksi electrode serta reaksi selnya.

Jawab :

_________________________________________________________________________

Page 11

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

6) Mengapa baterai seng-karbon alkaline lebih tahan lama daripada baterai seng-karbon biasa?

Jawab :

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

7) Jelaskan bagaimana proses penyepuhan pada penggunaan elektrolisis dalam kehidupan disertai contohnya. Gambarkan skema

penyepuhan.

Jawab :

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

Page 12