TELAAH KULIKULUM TENTANG KONFIGURASI ELEKTRON DAN SPU

KELAS X SEMESTER I Kompetensi Inti 3.4 Menganalisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital untuk menentukan letak unsur dalam tabel periodik dan sifat-sifat periodik unsur. Kompetensi Dasar 1.1 Menyadari adanya keteraturan struktur partikel materi sebagai wujud kebesaran Tuhan YME dan pengetahuan tentang struktur partikel materi sebagai hasil pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya bersifat tentatif. 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif, terbuka, mampu membedakan fakta dan opini, ulet, teliti, bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif, demokratis, komunikatif) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang diwujudkan dalam sikap sehari-hari. 3.4 Menganalisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital untuk menentukan letak unsur dalam tabel periodik dan sifat-sifat periodik unsur. 4.4 Menyajikan hasil analisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital untuk menentukan letak unsur dalam tabel periodik dan sifat-sifat periodik unsur. Materi Pokok Konfigurasi Elektron dan Sifat Periodik Unsur Produk 1. Konsep Konfigurasi elektron 2. Konsep Diagram Orbital 3. Prinsip Aufbau, aturan Hund, dan asas larangan Pauli 4. Hubungan konfigurasi elektron dengan diagram orbital 5. Hubungan konfigurasi elektron dengan letak unsur 6. Sifat-sifat unsur dalam tabel periodik Proses 1. Siswa mendeskripsikan kembali materi mekanika kuantum. 2. Siswa menjelaskan konfigurasi elektron berdasarkan teori mekanika kuantum. 3. Siswa menuliskan konfigurasi elektron berdasarkan prinsip Aufbau, aturan Hund dan asas larangan Pauli. 4. Siswa menuliskan konfigurasi elekron dari suatu unsur. 5. Siswa menjelaskan diagram orbital berdasarkan konfigurasi elektron beserta materi prinsip Aufbau, aturan Hund dan asas larangan Pauli. 6. Siswa menyimpulkan hubungan konfigurasi elektron dengan diagram orbital. 7. Siswa menentukan letak golongan dan periode suatu unsur berdasarkan konfigurasi elektron. 8. Siswa menjelaskan sifat-sifat periodik unsur berdasarkan letak unsur yang diketahui. 9. Siswa menyimpulkan sifat-sifat periodik unsur. Indikator 1.1.1 Mengagumi adanya tabel periodik sebagai wujud kebesaran tuhan Yang Maha Esa. 1.1.2 Menyadari pengetahuan tentang unsur dalam tabel periodik sebagai hasil pemikiran manusia yang kebenarannya bersifat tentatif. 2.1.1 Menunjukkan rasa ingin tahu saat diberikan materi tentang sifat periodik unsur pada tabel periodik. 2.1.2 Menjelaskan kembali materi mekanika kuantum yang telah di pelajari dan menghubungkannya dengan konfigurasi elektron. 2.1.3 Menjawab pertanyaan letak unsur dengan menghubungkan materi konfigurasi elektron yang diberikan dengan kritis. 2.1.4 Menghubungkan diagram orbital dengan konfigurasi elektron dengan kreatif. 2.1.5 Menuliskan diagram orbital dari salah satu unsur dengan teliti. 3.4.1 Menghubungkan konfigurasi elektron dengan teori mekanika kuantum. 3.4.2 Menentukan letak golongan dan periode suatu unsur berdasarkan konfigurasi elektron. 3.4.3 Menggunakan prinsip Aufbau, aturan Hund, dan larangan Pauli untuk menuliskan konfigurasi elektron dan diagram orbital. 3.4.4 Menghubungkan konfigurasi elektron suatu unsur dengan letaknya dalam sistem periodik. 3.4.4 Menganalisis tabel periodik unsur. 3.4.5 Menjelaskan sifat-sifat periodik unsur berdasarkan letak unsur yang diketahui. 3.4.6 Menentukan keteraturan jari-jari atom dalam satu golongan dan satu periode. 3.4.7 Menentukan keteraturan afinitas elektron dalam satu golongan dan satu periode 3.4.8 Menentukan keteraturan energi ionisasi dalam satu golongan dan satu periode 3.4.9 Menentukan keteraturan keelektronegatifan suatu unsur dalam satu golongan dan satu periode. 4.4.1 Mengolah materi konfigurasi elektron dan sifat periodik unsur yang telah diberikan agar dapat diterapkan untuk materi selanjutnya. 4.4.2 Menganalisis hubungan konfigurasi elektron dan diagram orbital untuk menentukan letak unsur dalam tabel periodik. SKENARIO PEMBELAJARAN A. Kegiatan Pendahuluan Guru memasuki kelas kemudian membuka kegiatan pembelajaran dengan salam dan mengecek kehadiran siswa. Guru : “Assalamualaikum anak-anak” Siswa : “Walaikumsalam bu” Guru : “Ada yang tahu kita akan mempelajari apa hari ini ?” Siswa : (membuka buku pelajaran) “Seperti yang ibu katakan minggu lalu kita akan mempelajari konfigurasi elektron untuk menentukan letak unsur dan mempelajari sifat-sifat periodik unsur.” Guru : “Ya, benar sebelum masuk ke materi. Ibu ingin mengulang materi minggu kemarin, apakah ada yang masih ingat tentang ke empat bilangan kuantum beserta manfaatnya?” Siswa : (membuka buku catatan) “Ada empat jenis bilangan kuantum, yaitu bilangan kuantum utama(n), bilangan kuantum azimut(l), bilangan kuantum magnetik(m) dan bilangan kuantum spin(s).” Guru : “Fungsi dari masing-masing bilangan kuantum apa ?” Siswa : “Bilangan kuantum utama itu untuk menentukan tingkat energi orbital, bilangan kuantum azimut menyatakan subkulit, bilangan kuantum magnetik yang menyatakan arah orientasi orbital dalam ruang. Bilangan kuantum magnetik adalah kebolehjadian menemukannya elektron dalam ruang, sedangkan bilangan kuantum spin merupakan bilangan kuantum yang mencirikan arah rotasi elektron di sekitar sumbunya dengan nilai +½ atau -½.” Guru : “Ya benar, baiklah Ibu akan memberikan satu soal tentang materi minggu lalu, siapa yang akan menjawabnya akan mendapatkan nilai (+), apa sudah siap semua ?” Siswa : “Siap bu” (terlihat bersemangat) Guru : “Cobalah berikan nilai-nilai n, l, dan m untuk orbital-orbital pada subkulit 4d?” Siswa : (mengangkat tangan) “Saya Bu, seperti yang kita bahas sebelumnya, bilangan yang digunakan untuk menandakan subkulit adalah bilangan kuantum utama, sehingga dalam situasi ini n bernilai 4 (n = 4). Lalu karena kita berhadapan dengan orbital d, maka l bernilai 2 (l = 2). Sedangkan untuk nilai m bernilai -2, -1, 0, +1, dan +2, yang berkaitan dengan kelima orbital d” Guru : “Jawabanmu benar sekali nak.” B. Kegiatan Inti Guru : “Selanjutnya keempat bilangan kuantum ini memungkinkan kita untuk menandai elektron dalam orbital atom manapun secara lengkap. Dalam hal ini, kita dapat menganggap keempat bilangan kuantum ini sebagai ‘alamat’ elektron dalam atom, semacam alamat jalan, kota, propinsi, dan kode pos yang digunakan untuk mengetahui alamat seseorang. Nah, untuk atom yang memiliki elektron lebih banyak, kita perlu mengetahui konfigurasi elektronnya, tahukah kalian konfigurasi elektron itu apa?” Siswa : (membuka buku) “Konfigurasi elektron yaitu bagaimana elektron tersebar di antara berbagai orbital atom, agar kita bisa mengetahui perilaku elektronnya Bu” Guru : “Ada lagi yang ingin memberikan pendapat lain?” Siswa : “Gambaran penyebaran elektron yang paling mungkin ke dalam orbital-orbital kulit elektron dinamakan konfigurasi elektron suatu atom” Guru : “Benar sekali anak-anak, di dalam penulisan konfigurasi elektron berdasarkan teori model atom mekanika kuantum terdapat tiga aturan atau prinsip yang harus dipertimbangkan dalam penentuan konfigurasi elektron, coba kalian sebutkan apa saja ketiga aturan itu!” Siswa : “Prinsip pengisian elektron atau yang sering disebut dengan prinsip Aufbau, asas larangan Pauli, dan aturan Hund” Guru : “Ya benar sekali,kita akan mulai mempelajari dari asas Larangan Pauli, apakah kalian tahu tentang asas Larangan Pauli ?” Siswa : “Jika dua elektron menempati orbital yang sama maka kedua elektron ini harus berbeda bilangan kuantum spinnya, inilah yang dikenal sebagai Larangan Pauli.” Guru : “Yah benar, siapa yang bisa menjawab konfigurasi dari 3Li ?” Siswa : “Jadi, untuk 3Li konfigurasinya bukan 1s3 tetapi salah satu elektron menempati orbital yang lebih tinggi yaitu 2s, sehingga konfigurasinya menjadi 1s2 2s1. Bagaimana bilangan kuantummya ya bu ?” Guru : “Pertanyaan yang bagus, apakah ada yang bisa menjawab ?” Siswa : “Saya Bu,” (menuliskannya di papan tulis) 3Li : 1s2 2s1 n = 1 l = 0 m = 0 s = + ½ n = 1 l = 0 m = 0 s = - ½ n = 2 l = 1 m = 0 s = + ½ Guru : “Ya, benar. Jadi apa telah kita dapatkan dari asas larangan Pauli ? Siswa : “Kita dapat kita ketahui bahwa tiap orbital elektron hanya bisa diisi maksimal oleh 2 elektron. Dengan adanya pembatasan jumlah elektron dalam satu orbital. Maka jumlah maksimum elektron pada setiap sub tingkat energi sama dengan dua kali jumlah orbitalnya. Jadi untuk subtingkat energi s (m = 0) terdiri dari 1 orbital s maka dapat terisi maksimum 2 elektron.” Siswa : “Bagaimana dengan sub tingkat energi p (m = -1, 0, 1) bu, berapa orbitalnya dan berapa jumlah maksimum elektronnya?” Guru : “Siapa yang dapat menjelaskan pertanyaan temannya ?” Siswa : “Saya Bu, subtingkat energi p (m = -1, 0, 1) terdiri dari 3 orbital p Bu, berarti maksimum elektronnya ada 6.” Guru : “Ya, benar sekali. Untuk selanjutnya untuk sub tingkat energi d yang memiliki 5 orbital maksimum diisi 10 elektron, dan untuk sub tingkat energi f yang memiliki 7 orbital maksimum diisi 14 elektron. Bagaimana untuk menyusun konfigurasi elektron dari unsur yang memiliki nomor atom banyak, misalnya 8O?” Siswa : (terdiam) “Mungkin dengan aturan Hund, Bu” Guru : “Ada pendapat lain ?” Siswa : “Mungkin Prinsif Aufbau bu” Guru : “ Ya benar, ada yang tau prinsip Aufbau yang akan kita pelajari ?” Siswa : “Untuk menyusun konfigurasi atom berelektron banyak, bu” Guru : “Kurang tepat, ada yang bisa menambahkan?” Siswa : “ Pengisian elektron dalam orbital dimulai dari orbital dengan tingkat energi paling rendah. Setelah penuh, pengisian berlanjut ke orbital yang tingkat energinya satu tingkat lebih tinggi. Demikian seterusnya hingga semua elektron menempati orbital.” Guru : “Ya benar nak. Coba kalian perhatikan diagram energi berikut ini, Apa yang kalian amati dari diagram ini?” Siswa : “Untuk tingkat energi pertama terdapat satu orbital, bu, yaitu 1s. Begitu pula dengan tingkat energi kedua terdapat dua orbital yaitu 2s dan 2p.” Guru : “Ya, benar. Ini adalah diagram urutan tingkat energi orbital dari orbital terendah ke orbital yang tinggi. Dapatkah kalian mengurutkannya? Lihat tanda panahnya.” Siswa : “1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p dan seterusnya.” Guru : “Benar sekali, jadi bagaimana cara untuk menuliskan konfigurasi elektron atom 8O?” Siswa : “8O = 1s2 2s2 2p4 , bu.” Guru : “Benar sekali, lalu bagaimana dengan atom 19K dan 26Fe?” Siswa : “Saya bisa, bu.” (menuliskannya di papan tulis) 19K = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 34Se = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p4 Guru : “Ya, jawaban teman kalian ini benar. Coba kalian perhatikan konfigurasi 34Se. Apakah menurut kalian konfigurasi ini terlalu panjang?” Siswa : “Iya, bu. Apakah ada cara untuk menyingkatnya ?” Guru : “Ada nak, ada yang tahu caranya ?” Siswa : (sibuk membuka buku) Guru : “Ayo ada yang bisa menjawab ?” Siswa : (hening) Guru : “Baiklah , Ibu akan menjelaskan cara menyingkatnya dengan menggunakan konfigurasi elektron dari gas mulia untuk menyingkat konfigurasi elektron yang terlalu panjang atau konfigurasi dari atom-atom yang mempunyai jumlah elektron yang besar.” Siswa : “Konfigurasi gas mulia itu apakah sama dengan Aturan Hund bu ?” Guru : “Sama nak. Coba sekarang kalian tuliskan konfigurasi elektron untuk gas mulia.” Siswa : 2He = 1s2 10Ne = 1s2 2s2 2p6 18Ar = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 36Kr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 54Xe = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 Guru : “Ya, benar sekali. Coba perhatikan konfigurasi dari 34Se, coba kalian menyingkat konfigurasinya.” Siswa : 34Se = [Ar] 4s2 3d10 4p4 Guru : “Rupanya kalian sudah paham. Coba kalian tuliskan konfigurasi elektron 17Cl.” Siswa : 17Cl = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 atau dapat ditulis [Ne] 3s2 3p5 Guru : “Iya Benar. Nah, selain konfigurasi elektron dapat ditulis dengan lambang gas mulia. Apakah ada yang tahu bunyi aturan Hund ?” Siswa : “Menurut Hund, jika terdapat orbital-orbital dengan energi sama maka elekron akan mengisi orbital sedemikian rupa sehingga masing-masing orbital terisi sebuah elektron dengan spin yang sama ( ½ penuh) sebelum elektron-elektron tersebut berpasangan (penuh)” Guru :”Nah untuk memudahkan peletakan elektron dalam orbital, maka dibuatlah suatu diagram elektron dalam orbital. Untuk orbital s terdiri dari 1 kotak, orbital p 3 kotak, orbital d 5 kotak, orbital f 7 kotak. Elektron pertama yang mengisi orbital adalah berspin + ½ dan selanjutnya – ½.” Siswa : “Seperti apa bu contohnya ?” Guru : “Ayo ada yang bisa memberikan contohnya ?” Siswa : “Saya bu” (menulis di papan tulis) Contoh: 9F : 1s2 2s2 2p5 Guru :”Ya benar, ada yang ingin ditanyakan lagi nak ?" Siswa : “Bagaimana contoh unsur untuk diagram orbital setengah penuh bu ?” Guru : “Pertanyaan yang bagus, ada yang bisa memberikan contohnya ?” Siswa : (Hening) Guru : “Baiklah ibu akan menjelaskan, kita bisa ambil contoh unsure Crom, ada yang tahu nomor atomnya ?” Siswa : (mengangkat tangan) “24 Bu” Guru : “Nah tadi kan sudah diberi contoh untuk unsur Fluor, ada yang bisa menuliskan diagram orbital untuk Crom ?” Siswa : (hening) Guru : “Ayo silva maju ke depan” (menunjuk salh satu siswa) Siswa : “Kalau salah tidak apa-apa ya bu” (tersenyum) Guru : “Iya tidak apa-apa kan masih belajar nak” Siswa : (menulis di papan tulis) 24Cr = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 atau [Ar] 4s2 3d4” 24Cr = 4s2 3d4 Guru : “Iya benar. Coba lihat pada orbital 3d4 terdapat satu orbital yang kosong. Dari hasil eksperimen menyatakan bahwa unsur lebih stabil jika orbital dalam satu atom terisi elekron tepat penuh atau setengah penuh, jadi, 24Cr = 4s1 3d5 Inilah yang dinamakan orbital setengah penuh. Sekarang coba tulis konfigurasi elektron 29Cu, dan gambarkan diagram orbitalnya” Siswa : “29Cu = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d94s2 atau [Ar] 3d94s2 29Cu = 4s2 3d9 Guru : “Iya benar, tapi faktanya, atom Cu akan lebih stabil dengan memindahkan 1 elektron 4s ke orbital 3d supaya orbital d menjadi penuh. Maka konfigurasi elektron atom Cu adalah sebagai berikut: 29Cu = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s1 atau [Ar] 3d104s1 4s1 3d10 Orbital d menjadi penuh. Inilah yang menjadi penyimpangan dalam aturan Hund.” Siswa : “Jadi, bu. Orbital yang stabil adalah orbital yang memiliki jumlah elektron penuh atau setengah penuh ya, bu.” Guru : “Iya nak, benar sekali. Coba kalian lihat tabel periodik dihalaman depan dan tuliskan konfigurasi Golongan IA dan golongan IIA” Siswa : Golongan IA Golongan IIA 3Li = [He] 2s1 4Be = [He] 2s2 11Na = [Ne] 3s1 12Mg = [Ne] 3s2 19K = [Ar] 4s1 20Ca = [Ar] 4s2 37Rb = [Kr] 5s1 38Sr = [Kr] 5s2 Guru : “Apa yang dapat kalian simpulkan dari golongan IA dan d=golongan II A ?” Siswa : “Golongan IA dicirikan dari subkulit terakhirnya yaitu ns1 dan golongan IIA dicirikan dari subkulit terakhirnya yaitu ns2.” Guru : “Apa peranan n ?” Siswa : “n adalah nomor periode dalam sistem periodik tempat unsur tersebut berada” Guru : “Ya benar, ada yang tahu golongan IA dan IIA termasuk blok apa ?” Siswa : “unsur-unsur golongan IA dan IIA mempunyai elektron valensi yang berada pada subkulit s, maka golongan IA dan IIA disebut unsur blok s, bu” Guru : “Iya benar, untuk lebih singkatnya dapat dipahami melalui tabel berikutnya, yaitu : Golongan Utama Elektron Valensi Golongan Tambahan Elektron Valensi IA ns1 IIIB (n – 1)d1ns2 IIA ns2 IVB (n – 1)d2ns2 IIIA ns2np1 VB (n – 1)d3ns2 IVA ns2np2 VIB (n – 1)d5ns1 VA ns2np3 VIIB (n – 1)d5ns2 VIA ns2np4 VIIIB (n – 1)d6,7,8ns2 VIIA ns2np5 IB (n – 1)d10ns1 VIIIA ns2np6 IIB (n – 1)d10ns2 Ada yang dapat menjelaskan tabel yang kalian lihat ?” Siswa : “Saya Bu, jadi untuk unsur dari golongan IIIA sampai golongan VIIIA merupakan blok sp, untuk golongan IIIB sampai dengan IIB berupakan blok d. Sedangkan blok f untuk golongan apa Bu?” Guru : “Blok f merupakan golongan lantanida dan aktinida. Blok s dan p digolongkan sebagai unsur-unsur golongan utama, blok d sebagai unsur transisi, sedangkan blok f sebagai unsur golongan transisi dalam. Sekarang coba kalian tentukan dimana unsur ini berada 9A dan 17B?” Siswa : “ 9A = 1s2 2s2 2p5 Unsur ini merupakan unsur golongan utama, karena elektron valensinya pada subkulit s dan p. Karena n=2, maka periodenya adalah 2. Dan karena jumlah elektron di subkulit terakhirnya adalah 7 dengan blok s + p, maka golongannya adalah VIIA. Jadi unsur A terletak pada periode kedua, golongan VIIA.” Guru : “Siapa yang bisa menjawab soal yang kedua?” Siswa : “Saya Bu.. 17B = 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Unsur ini merupakan unsur golongan utama, karena elektron valensinya pada subkulit s dan p. Karena n=3, maka periodenya adalah 3. Dan karena jumlah elektron di subkulit terakhirnya adalah 7 dengan blok s + p, maka golongannya adalah VIIA. Jadi unsur B terletak pada periode ketiga, gologan VIIA.” Siswa : “Bu, jadi unsur A dan B berada dalam satu golongan ya?” Guru : “Iya benar, lalu bagaimana dengan periodenya?” Siswa : “Unsur ini mempunyai periode yang berbeda Bu, unsur A berada pada periode kedua, sedangkan unsur B berada pada periode ketiga.” Guru : “Benar sekali. Perlu kalian ketahui bahwa semua unsur yang elektron valensinya berakhir di subkulit yang sama mempunyai golongan yang sama juga, hanya periodenya saja yang berbeda. Nah, sekarang coba tentukan letak unsur X dalam sistem periodik dengan elektron valensi 2s2 2p6? Ayo ibu beri nilai + yang lebih cepat menjawab pertanyaan ini.” Siswa : “Saya Bu, unsur ini merupakan unsur golongan utama, karena elektron valensinya pada subkulit s dan p. Karena n = 2, maka nomor periodenya adalah 2, karena jumlah elektron di subkulit terakhir adalah 8 dengan blok s + p, maka golongannya adalah VIIIA. Jadi unsur X terletak pada periode kedua, gologan VIIIA.” Guru : “Sempurna. Jawabannya tepat sekali. Jika ingin cepat menguasai materi ini, kalian harus sering-sering mengerjakan soal latihannya, supaya otak kalian lincah dalam mengerjakan soal-soalnya. Untuk sementara mengerti tentang pembahasan kita kali ini?” Siswa : “Mengerti Bu..” Guru : “Sekarang kita akan membahas materi selanjutnya, ada yang tahu ?” Siswa : “Sifat Periodik Unsur bu” Guru : “Iya benar, sifat keperiodikan unsur yang pertama yaitu jari-jari atom, apa yang kalian ketahui tentang jari-jari atom? Coba kalian lihat gambar berikut? Siswa : “Jika dilihat dari gambar tersebut jari-jari atom berarti jarak dari inti atom sampai elektron di kulit terluar” Guru : “Benar sekali. Coba sekarang perhatikan lagi gambar berikut : Siswa : (hening) Guru : “Bagaimana kecenderungan jari-jari atom dalam satu periode ?” Siswa : “Dari gambar tersebut terlihat bahwa pada golongan IA dari Li hingga Cs jari-jari atom semakin besar sedangkan dalam satu perioda misalnya periode 2, dari Na hingga Ar jari-jari atom semakin kecil” Guru : “Iya benar sekali, Jadi apa yang dapat kalian simpulkan dari gambar tersebut?” Siswa : “Jari-jari atom dalam satu golongan dari atas kebawah semakin besar, sedangkan dalam satu perioda dari kiri kekanan jari-jari atom semakin kecil” Guru : “Tepat sekali. Sekarang, apa ada yang bisa menjelaskan mengapa jari-jari atom dalam satu golongan akan semakin besar dari atas ke bawah. Dan dalam satu periode dari kiri ke kanan semakin kecil?” Siswa : (Hening) Guru : “Coba kalian perhatikan gambar tersebut, dalam satu golongan dari atas ke bawah bagaimana dengan nomor atomnya?” Siswa : “Dari atas ke bawah dalam satu golongan nomor atomnya semakin besar, bu” Guru : “Iya benar, lalu bagaimana dengan jumlah kulit atomnya ? ayo siapa yang bisa jawab?” Siswa : “Saya bu, dalam satu golongan dari atas kebawah nomor atomnya semakin besar sehingga jumlah kulit atomnya bertambah maka jarak kulit terluar dengan inti semakin jauh, sehingga jari-jari atomnya semakin besar. Guru : “Bagus sekali, lalu bagaimana dengan jari-jari atom dalam satu periode? Bukankan dari kiri kekanan nomor atomnya semakin besar, sama dengan dalam satu golongan dari atas kebawah nomor atomnya juga semakin besar? Siswa : “Mungkin hal tersebut terjadi karena dalam satu perioda dari kiri kekanan terdiri dari unsur-unsur yang memiliki golongan berbeda-beda, sehingga golongan IA jari-jari atomnya akan lebih besar dari golongan-golongan berikutnya, seperti IIA, IIIA dan seterusnya” Guru : “Iya bagus sudah menjadi, namun masih kurang tepat, ada yang mau mencoba menjawab?” Siswa : “Saya bu, unsur-unsur dalam satu perioda dari kiri-kekanan jari-jari atom cenderung semakin kecil karena unsur-unsur satu perioda (jumlah kulit sama) dari kiri kekanan jumlah protonnya bertambah (muatan inti bertambah), sehingga gaya tarik menarik antara inti atom dengan elektron makin kuat yang membuat jarak inti atom dengan elektron semakin terluar makin dekat.” Guru : “Iya tepat sekali. Sekarang ada yang tahu apa sifat keperiodikan unsur yang kedua?” Siswa : “Energi ionisasi bu” Guru : “Iya, sekarang kalian perhatikan lagi ya gambar berikut ini . . (semua siswa memperhatikan gambar yang ditampilkan guru) Guru : “Dilihat dari gambar tersebut, bagaimana hubungan energi ionisasi dengan nomor atom ?” Siswa : “Dalam satu golongan semakin besar nomor atom maka energi ionisasinya cenderung bertambah. sedangkan dalam satu perioda dari kiri kekanan nomor atom semakin besar (muatan inti bertambah) maka energi ionisasinya cenderung berkurang” Guru : “Iya benar, lalu mengapa energi ionisasi dalam satu golongan semakin kebawah semakin besar sedangkan dalam satu perioda semakin kekanan semakin kecil energi ionisasinya?” Siswa : “Hal tersebut karena dalam satu golongan semakin kebawah nomor atomnya bertambah (jumlah kulit bertambah), maka jari-jari atomnya juga semakin besar, sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar semakin lemah yang menyebabkan elektron terluar lebih mudah lepas sehingga energi yang dibutuhkan untuk melepas elektron terluar makin kecil, sehingga energi ionisasinya semakin kecil” Guru : “Iya bagus sekali, lalu bagimana dengan kecenderungan energi ionisasi dalam satu perioda?” Siswa : “Dalam satu perioda (jumlah kulit sama) semakin kekanan jumlah proton bertambah (muatan inti atom bertambah) sehingga gaya tarik inti terhadap elektron terluar makin kuat. Oleh karena itu elektron makin sukar lepas, sehingga energi ionisasinya semakin besar” Guru : “Bagus sekali, jadi kesimpulannya apa itu energi ionisasi?” Siswa : “Energi ionisasi yaitu energi minimum yang dibutuhkan atom untuk melepaskan satu elektron yang terikat paling lemah dari suatu atom netral dalam wujud gas” Guru : “Iya bagus sekali. Sekarang kita lanjut ke sifat keperiodikan unsur yang berikutnya? Apa itu sifat berikutnya?” Siswa : “Afinitas elektron bu” Guru : “Siapa yang tahu apa yang dimaksud afinitas elektron?” Siswa : “Afinitas elektron merupakan energi yang dilepaskan atau diserap oleh atom netral dalam bentuk gas apabila terjadi penangkapan satu elektron yang ditempatkan pada kulit terluarnya dan atom menjadi ion negatif” Guru : “Iya benar, sehingga jika pada penangkapan 1 elektron itu dilepas energi, maka afinitas elektron bertanda negatif, yang berarti ion negatif yang terbentuk cukup stabil. Lalu bagaimana jika tandanya positif?” Siswa : “Afinitas elektron bertanda positif jika penangkapan 1 elektron tersebut menyerap energi. Yang berarti ion negatif yang terbentuk tidak stabil.” Guru : “Jadi apa kesimpulannya?” Siswa : “Semakin negatif harga afinitas elektron, maka semakin mudah bagi atom tersebut untuk menerima elektron dan ion yang terbentuk makin stabil.” Guru : “Iya tepat sekali. Sekarang perhatikan gambar berikut : Ket. : warna pada batang dalam diagram diatas menunjukan satu golongan (semua siswa memperhatikan gambar yang ditampilkan oleh guru ) Guru : “Dari gambar tersebut, golongan mana yang yang memiliki harga afinitas elektron bernilai positif ?” Siswa : “Hanya golongan IIA dan IIIA yang memiliki harga afinitas elektronnya positif, hal ini berarti unsur-unsur golongan tersebut sukar menerima elektron” Guru : “Iya benar, lalu golongan mana yang memiliki afinitas elektron paling besar?” Siswa : “Golongan VIIA bu. Artinya bahwa halogen paling mudah untuk menangkap elektron dan membentuk ion negatif yang paling stabil” Guru : “Bagus sekali, sekarang dari gambar tersebut bagaimana kecenderungan afinitas elektron dalam satu golongan?” Siswa : “Dalam satu golongan dari atas kebawah afinitas elektron cenderung semakin kecil” Guru : “Lalu bagimana kecenderungan afinitas elektron dalam satu perioda?” Siswa : “Dalam satu perioda dari kiri ke kanan afinitas elektron cenderung semakin besar” Guru : “Jadi apa kesimpulannya?” Siswa : “Afinitas elektron, dalam satu periode, dari kiri ke kanan semakin kecil, dan dalam satu golongan dari atas ke bawah, semakin besar” Guru : “Iya benar. Sekarang kita lanjut pada sifat kepriodikan selanjutnya, apa sifat selanjutnya tersebut?” Siswa : “Keelektronegatifan, bu” Guru : “Siapa yang tahu tentang sifat keelektronegatifan?” Siswa : “Keelektronegatifan adalah skala yang dapat menjelaskan kecenderungan atom suatu unsur untuk menarik pasangan elektron ikatan menuju kepadanya dalam suatu ikatan” Guru : “Ya, benar sekali. Sekarang perhatikan gambar berikut ini :” (semua siswa memperhatikan gambar yang ditampilkan oleh guru) Guru : “Bagaimana kecenderungan keelektronegatifan unsur-unsur dalam satu perioda dan golongan?” Siswa : “Dalam satu perioda dari kiri kekanan keelektronegatifan cenderung semakin besar dan dalam satu golongan dari atas kebawah keelektronegatifan semakin kecil” Guru : “Iya benar, siapa yang tahu mengapa dalam satu perioda dari kiri kekanan keelektronegatifan cenderung semakin besar dan dalam satu golongan dari atas kebawah keelektronegatifan semakin kecil?” Siswa : “Saya bu, dari yang telah kita pelajari tentang sifat-sifat sebelumnya , dalam satu periode, dari kiri ke kanan, muatan inti atom semakin bertambah yang mengakibatkan gaya tarik antara inti atom dengan elektron terluar juga semakin bertambah. Hal ini menyebabkan jari-jari atom semakin kecil, energi ionisasi semakin besar, afinitas elektron makin besar dan makin negative yang mengakibatkan kecenderungan untuk menarik elektron semakin besar.” Guru : “Iya sangat bagus sekali. Berikut ini gambar tentang sifat-sifat keperiodikan unsur, ayo siapa yang mau menyimpulkan?” Siswa : “Saya bu. Jadi kesimpulannya yaitu : 1. Unsur-unsur golongan IA memiliki sifat logam paling kuat dan sifat logam tersebut akan berkurang pada golongan berikutnya, sehingga sifat nonlogam terdapat pada bagian kanan tabel periodik. 2. Dalam satu golongan dari atas kebawah jari-jari atom semakin besar, dan dalam satu perioda dari kiri kekanan jari-jari atom semakin kecil 3. Dalam satu golongan dari atas kebawah energi ionisasi, afinitas elektron dan keelektronegatifan semakin kecil. Sedangkan dalam satu perioda dari kiri kekanan energi ionisasi, afinitas elektron dan keelektronegatifan semakin besar. Guru : “Iya bagus sekali, jawaban nya tepat” C. Kegiatan Penutup Guru : “Baiklah anak-anak, apakah sudah mengerti semua tentang materi konfigurasi elektron dan sifat periodik unsur yang kita pelajari hari ini? Siswa : “Sudah, bu. Kami sudah paham.” Guru : “Baiklah semoga dapat bermanfaat. Jangan lupa mengulang materinya di rumah dan mengerjakan latihan. Wassalamualaikum.” Siswa : “Waalaikumsalam bu.”

Telaah Kurikukulum Menganalisis perkembangan konsep reaksi oksidasi-reduksi

TELAAH KURIKULUM

KOMPETENSI DASAR :

 1.1 Mengagumi keteraturan dan kompleksitas Ciptaan Tuhan tentang aspek fisik dan kimiawi, kehidupan dalam ekosisitem, dan peranan manusia dalam lingkungan serta mewujudkannya dalam pengamalan ajaran agama yang dianutnya

2.1 Menunjukan perilaku ilmiah ( memiliki rasa ingin tahu; objektif ; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif; dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari

3.9 Menganalisis perkembangan konsep reaksi oksidasi-reduksi serta menentukan bilangan oksidasi atom dalam molekul atau ion

4.9 Merancang, melakukan dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan reaksi   oksidasi-reduksi.

MATERI       : Reaksi Oksidasi-Reduksi

PRODUK      :

1. Pengertian reaksi reduksi

2. Pengertian reaksi oksidasi

3. Bilangan oksidasi

4. potensial reaksi redoks

5. penyetaraan reaksi redoks dengan metode biloks

6. penyetaraan reaksi redoks dengan metode serah terima (setengah  reaksi)

7. Reaksi disporposiansi

PROSES           :

1.            Mendeskripsikan pengertian reaksi reduksi dan reaksi oksidasi

2.          Mengidentifikasi konsep reaksi reduksi-oksidasi berdasarkan penggabungan dan penglepasan oksigen

3.            Mendeskripsikan pengertian bilangan oksidasi

4.            Menjelaskan aturan bilangan oksidasi

5.             Mendeskripsikan mengenai oksidator dan reduktor

6.            Menentukan unsur yang bertindak sebagai oksidator dan reduktor

7.            Menjelaskan mengenai potensial redoks

8.            Menalar konsep reaksi reduksi-oksidasi berdasarkan serah terima elektron(setengah reaksi)

9.            Menalar konsep reaksi reduksi-oksidasi berdasarkan pertambahan dan penurunan bilangan oksidasi(metode biloks)

10.         Mendeskripsikan reaksi disporpionasi

11.         Mengerjakan LKS untuk menyelesaikan soal penyetaraan reaksi menggunakan metode biloks, metode setengah reaksi dan reaksi disporpionasi

12.        Mengamati secara teliti percobaan reaksi redoks

13.        Mempresentasikan hasil pengamatan berdasarkan percobaan

14.        Menyimpulkan hasil pengamatan berdasarkan hasil percobaan

INDIKATOR

1.1.1        Mengagungkan kebesaran Tuhan YME

1.1.2        Mengamati Reaksi Redoks sebagai hasil penciptaan Tuhan Yanga Maha Esa

2.1.1    Memiliki rasa ingin tahu mengenai reaksi redoks

2.1.2    Teliti dalam mengolah dan menganalisis data (melakukan percobaan Uji Reaksi Redoks pada beberapa logam dalam larutan)

3.9.1    Mengidentifikasi reaksi redoks

3.9.2    Menganalisis reaksi redoks pada suatu senyawa

3.9.3    Menjelaskan bilangan oksidasi atom dalam molekul atau ion

3.9.4                    Mendeskripsikan potensial redoks dan reaksi disporpionasi

4.9.1        Mengamati secara teliti percobaan uji reaksi redoks pada beberapa logam dalam larutan

4.9.2        Mempresentasikan hasil pengamatan berdasarkan percobaan

4.9.3        Menyimpulkan hasil pengamatan berdasarkan hasil percobaan

SKENARIO PEMBELAJARAN

Guru    :”Assalamua’alaikum wr.wb”

Murid  :”waalaikumsalam wr.wb”

Guru    :”selamat pagi anak-anak”

Siswa   : “selamat pagi buuu”

Guru : “apakah hari ini hadir semua?”

Siswa   : “iya bu, hadir semua”. Baiklah pada pertemuan kali ini kita akan membahas mengenai reaksi redoks. Coba perhatikan apa yang ibu pegang? (Guru menunjukkan sebuah paku yang berkarat)”

(Semua siswa diam, hanya memperhatikan paku berkarat yang dibawa oleh Guru)

Kegiatan Pembelajaran

Guru    : “Apakah kalian tahu?, bahwa peristiwa perkaratan besi adalah salah satu contoh peristiwa redoks. Peristiwa perkaratan besi adalah peristiwa reaksi antara logam besi dengan udara. Ada yang bisa menuliskan persamaan reaksinya?

(Semua siswa hanya diam)

Guru    : “Baiklah kalau begitu, kalau tidak ada yang tahu coba perhatikan reaksi yang ibu tuliskan mengenai perkaratan besi!

4Fe_(s) + 3O_2(g) → 2Fe₂O_3(s)

Siswa   : “Ooo… Jadi yang terjadi pada besi ketika berkarat adalah besi bereaksi dengan oksigen ya, Bu?”

Guru    : “Ya, tepat sekali. Namun, prosesnya tidak sesederhana itu. Nanti kalian akan tahu bagaimana prosesnya setelah mempelajari bab ini. Dirumah kalian ada yang masih menggunakan kayu bakar untuk memasak?”

Siswa   : “Masih, Bu”

Guru    : “Apakah kalian pernah membandingkan asap yang dihasilkan ketika memasak dengan menggunakan kayu bakar dan dengan menggunakan kompor gas?”

Siswa   : “Ya, Bu”

Guru    : “Bagaimana perbandingan asap yang dihasilkan?”

Siswa   : “Berbeda jauh, Bu. Berbeda dengan memasak menggunakan kayu bakar, ketika memasak menggunakan kompor gas, asapnya sulit diamati (tidak kelihatan ada asap)”

Guru    :”Nah ada yang tahu apa alsannya mengapa kompor tidak terlihat asapnya???”

Siswa   :”saya Bu,Memasak menggunakan kompor gas tidak kelihatan ada asap, namun sebenarnya menghasilkan asap yang sedikit. Hal ini merupakan pembakaran sempurna yang menghasilkan gas CO₂. Reaksinya adalah C_(s) + O_{2 (g)} → CO_2(g).

Guru    :”bagaimana memasak dengan kayu bakar, ada yang tahu???”

Siswa   :”Rendi Bu ingin menjelaskan, jika memasak menggunakan kayu bakar menghasilkan asap yang banyak. Hal ini merupakan pembakaran tidak sempurna yang menghasilkan karbon monoksida. Reaksinya adalah 2C_(s) + O_{2 (g)} → 2CO_(g)

Guru    :” ya benar sekali apa yang sudah dijelaskan oleh teman-teman kalian.Penangkapan oksigen oleh karbon pada reaksi di atas menjadi gas CO adalah salah satu contoh peristiwa oksidasi dan sebaliknya reaksi 2CO_(g) → 2C_(s) + O_2(g) adalah salah satu contoh reaksi reduksi. Nah, berikut ada lagi contoh  reaksi oksidasi yaitu reaksi antara logam Na dengan oksigen:

4Na_(s) + O_2(g) → 2Na₂O_(s)

Na_(s) + O_2(g) → NaO_2(s)

Na_(s) + O_2(g) → Na₂O_2(s)

Berdasarkan contoh-contoh reaksi yang sudah ibu berikan, apa yang dapat kalian simpulkan mengenai reaksi reduksi dan reaksi oksidasi?”

Siswa   :” Reaksi oksidasi adalah reaksi penangkapan oksigen sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi pelepasan oksigen”

Guru    :”ya benar sekali nak jawabanmu. Sekarang mari kita lihat reaksi berikut

                    Ca_(s) + Cl_2(g) → CaCl_2(g)

Mg_(s) + S_(s) → MgS_(s)

Apakah ada yang berbeda dari reaksi sebelumnya?”

            Siswa   :”iya Bu. Pada reaksi diatas tidak ada oksigennya”.

Guru    :”Nah berarti harus ada perluasan konsep dari reaksi oksidasi dan reduksi. Sekarang perhatikan mekanisme reaksi tersebut

Ca → Ca²⁺ + 2e^-

            Cl₂ + 2e^- → 2Cl^-

            Ca_(s) + Cl_2(g) → CaCl_2(g)

                        Mg → Mg²⁺ + 2e^-

            S + 2e^- → S^2-

Mg_(s) + S_(s) → MgS_(s)

apakah diantara kalian ingin menjelaskan mengenai mekanisme ini?”

Siswa   :”saya bu.Ca, dan Mg cenderung melepaskan elektron sedangkan Cl₂ dan S lebih cenderung menangkap elektron.Ca, dan Mg mengalami oksidasi sedangkan Cl₂ dan S mengalami reduksi.

Guru    :”ya benar, Kalau begitu, apa definisi reaksi oksidasi dan reduksi dari persamaan reaksi tersebut?”

Siswa   :” “Reaksi oksidasi adalah reaksi yang melepaskan elektron sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi yang menangkap elektron”

Guru    :”ya benar sekali anak-anak. Nah sekarang coba kalian perhatikan reaksi ini

                        H_2(g) + Cl_2(g) → 2HCl_(g)

                        Ada yang masih ingat jenis ikatan apa yang terjadi pada HCl?”

Siswa   : “Ikatan kovalen, Bu (siswa serempak menjawab”

Guru    : “Ya, tepat jawabannya. Lalu, ada yang masih ingat definisi dari  ikatan kovalen?”

Siswa   : “Ikatan kovalen adalah ikatan yang menggunakan pemakaian bersama pasangan elektron, elektronnya bisa berasal dari kedua atom atau berasal dari salah satu atom”

Guru    :”Pada mekanisme pembentukan HCl, ada atau tidak pelepasan dan penangkapan elektron?

Siswa   : “Tidak ada, bu”

Guru    : “Kalau begitu, bagaimana kita bisa mengetahui suatu reaksi itu oksidasi atau reduksi apabila dalam suatu reaksi tidak melibatkan oksigen dan juga tidak melibatkan elektron?”

(Semua siswa diam)

Guru    : “Berarti dibutuhkan konsep yang lain yang lebih luas mengenai reaksi reduksi-oksidasi?. Konsep ini adalah kenaikan dan penurunan bilangan oksidasi”

Siswa   : “Bilangan oksidasi itu apa sih, Bu?”

Guru    : “Bilangan oksidasi ( biloks) disebut juga tingkat oksidasi. Bilangan oksidasi diartikan sebagai muatan yang dimiliki suatu atom dalam keadaan bebas atau dalam senyawa yang dibentuknya. Biasanya untuk menentukan bilangan oksidasi ada beberapa aturan yang harus dipatuhi, perhatikan slide berikut

           

Bilangan oksidasi suatu unsur dapat ditentukan dengan aturan berikut:

1. Biloks atom dalam unsur adalah nol     Contoh  Na, Fe, O2 , H2  memiliki biloks nol

2. Total biloks senyawa adalah nol     Contoh H2O, NaOH, CH3COOH, KNO3 total biloksnya adalah nol

3. Biloks ion sesuai dengan muatannya     Contoh  Na +1 ( = +1),  O -2 ( = -2),  Fe +3  (= +3)

4. Biloks unsur golongan I A dalam senyawanya adalah + 1     Contoh Biloks atom Na dalam NaCl adalah + 1

5. Biloks unsur golongan II A dalam senyawanya adalah + 2     Contoh: Biloks  Ca dalam CaCO3  adalah + 2

6. Biloks unsur golongan VII A dalam senyawa binernya adalah – 1     Contoh: Biloks F dalam senyawa KF dan BaF2 adalah – 1

7. Biloks unsur oksigen dalam senyawanya adalah – 2     Contoh dalam H2O, Na2O, Al2O3

8. Biloks unsur hydrogen dalam senyawanya adalah + 1     Contoh dalam H2O, HCl, H2SO4

Catatan Penting:

    Biloks H = -1 dalam senyawa hidrida misal NaH, LiH, CaH₂

    Biloks O = -1 dalam senyawa peroksida misal H₂O₂

LKS 1 Bilangan Oksida Tentukalah Biloks unsur yang digarisbawahi di bawah ini 1. HNO2 2. KMnO4 3. H2SO4 5. PO4 -3

Guru    :” Nah apakah ada yang mau mengerjakannya kedepan?”

Siswa   :” saya bu, HNO₂ memiliki biloks +3 dan KMnO₄ memiliki biloks +7.dengan cara

            HNO₂                             = 0                                           KMnO₄                    = 0

            +1 + N +2(-2)=0                                             +1 + Mn+ 4(-2)=0

                        -3N      = 0                                                       -7Mn     =0

               N      =+3                                                         Mn   =+7

Guru    :”ya benar, nomor selanjutnya siapa yang akan mengerjakan”

Siswa   :”Randi bu, H₂SO₄ memiliki biloks +6 dan PO₄ ^-3 memiliki biloks +5

H₂SO₄                             =0                                PO₄ ^-3             =-3

+2 +S +4(-2)  =0                                 P + 4(-2)          =-3

                        -6S       =0                                            P          = -3 + 8

                        S          =+6                                          P          =+5

Guru    :”Ya benar sekali…. Nah kalian sudah mengerjakan soal mengenai bilangan oksidasi, selanjutnya setelah kalian memahami konsep reaksi oksidasi dan reduksi serta bilangan oksidasi kita dapat menentukan pada suatu reaksi mana yang bertindak sebagai oksidator dan reduktor.”

Siswa   :”Bu.. bukankah oksidator itu istilah untuk zat yang mengalami reduksi (biloksnya turun), sedangkan Reduktor adalah zat yang mengalami reaksi  oksidasi (biloksnya naik/bertambah).

Guru    :”ya benar sekali Reni, Nah anak-anak sekarang coba kerjakan soal pada halaman 128.

1.      2Na    + 2H₂O   →    2NaOH   + H₂

2.      2KI   + Cl₂   →  2KCl   + I₂

(beberapa menit kemudian)

Guru    :”apakah kalian suah selesai mengerjakannya?”

Siswa   :”sudah Bu”

Guru    :”baiklah, coba Suci maju kedepan kerjakan no 1 dan 2

Siswa   :”Iya bu.

                        Reduktor

 

2Na    + 2H₂O   →    2NaOH   + H₂

            0                      +1                    0             0

 

                                                Oksidator

                        reduktor

 

2KI   + Cl₂   →  2KCl   + I₂

                -1        0                   -1         0

                       Oksidator

Guru    :” ya terimakasih.Benar sekali jawaban suci. Sudah jelas ya mengenai oksidator dan reduktor.pada soal no 1 Na merupakan reduktor karena biloksnya naik dari 0 ke +1 begitupun pada KI, Sedangkan H₂O merupakan oksidator sebab biloks H berubah dari +1 ke 0 begitupun pada Cl₂ dari 0 ke -1.

Sekarang coba kalian kerjakan soal berikut Tentukan reduktor, oksidator, hasil reduksi dan hasil oksidasi dalam reaksi berikut ini,

2Al(s) + 3Pb(NO₃)₂(g) à 2Al(NO₃)₃(aq) + 3Pb(s)

Ada yang sudah bisa ?

Siswa   : “saya bu, 

2Al(s) + 3Pb(NO₃)₂(g) à 2Al(NO₃)₃(aq) + 3Pb(s)


Bilangan oksidasi Al berubah dari 0 menjadi +3 dan Pb dari +2 menjadi 0. Maka,Oksidator : Pb(NO₃)_2, Reduktor  : Al, Hasil oksidasi : Al(NO₃)₃, Hasil reduksi   : Pb

Guru    : “baikalah karena sepertinya kalian sudah mengerti semua, kemudian kita akan melanjutkan mengenai potensial redoks atau Potensial sel volta yang mana dapat ditentukan melalui percobaan dengan menggunakan voltmeter atau potensiometer. Potensial sel volta dapat juga dihitung berdasarkan data potensial elektrode positif (katode) dan potensial elektrode negatif (anode), ada yang bisa melanjutkan penjelasannya mengenai sel volta ini ?”

Siswa   : “saya bu, jadi Katode adalah elektrode yang mempunyai harga E^o lebih besar (lebih positif), sedangkan anode adalah elektrode yang mempunyai E^o lebih kecil (lebih negatif). Potensial reaksi redoks sama dengan potensial sel yang dibentuknya. Setengah reaksi reduksi menyusun katode, sedangkan setengah reaksi oksidasi menyusun anode”

Guru    : “ penjelasan yang bagus, selanjutnya coba kalian perhatikan gambar berikut

Jadi, Sel Volta terdiri atas elektroda (logam seng dan tembaga) larutan elektrolit (ZnSO4 dan CuSO4), dan jembatan garam (agar-agar yang mengandung KCl). Logam seng dan tembaga bertindak sebagai elektroda. Keduanya dihubungkan melalui sebuah voltmeter. Elektroda tempat berlangsungnya oksidasi disebut Anoda (elektroda negatif), sedangkan elektroda tempat berlangsungnya reduksi disebut Katoda (elektroda positif)

                                               

                                    Kemudian kalian coba kerjakan soal ini ya

reaksi redoks untuk reaksi:

Zn (s) + Cu²⁺ (aq) → Zn²⁺ (aq) + Cu (s)

                        Jika ada yang bisa, kalian bisa maju untuk menuliskannya”

Siswa   : “saya bu, saya ingin mencoba

Zn (s) + Cu²⁺ (aq) → Zn²⁺ (aq) + Cu (s)

jadi, 

Notasi sel volta dari reaksi tersebut adalah Zn | Zn²⁺ || Cu²⁺ | Cu.

Potensial selnya adalah: E^o = E^okatode – E^oanode = 0,34 – (– 0,76) volt = 1,1 volt. Jadi, potensial reaksi redoks tersebut adalah 1,10 volt.

Guru    : “setelah mengetahui beberapa metode untuk menyetarakan suatu reaksi, maka ibu akan memberikan LKS untuk kalian kerjakan.”

LEMBAR KERJA SISWA

PENYETARAAN REAKSI

Selesaikanlah dengan metoda setengah reaksi:

Cr₂O₇^2-  +  SO₂   →  Cr³⁺  HSO₄^-         (asam)

 Al  +  NO₃^-  →  AlO₂  +  NH₃               (basa)

KMnO₄  +  H₂SO₄  +  H₂C₂O₄  →  K₂SO₄  +  MnSO₄  +  CO₂  +  H₂O        (asam)

Selesaikanlah dengan metoda biloks:

Cr₂O₇^2-  +  C₂O₄^2-  →  2Cr³⁺ + 2CO₂   (asam)

Al  +  NO₃^-  →  AlO₂  +  NH₃                                (basa)

K₂Cr₂O₇  +  SnCl₂  +  HCl  →  2CrCl₃  + SnCl₄  +  KCl  + H₂O                               (asam)

P₄  →  PO₄^3-  +  PH₃  (basa)

IO₃^-  +  I^-  →  I₂  (asam)

Disebut reaksi apakah reaksi di atas?

Mengapa disebut reaksi tersebut?

Setarakanlah reaksi tersebut.

(siswa berdiskusi mengerjakan LKS)

Setelah 30 menit

Guru    : “bagaimana anak-anak, apakah kalian sudah selesai mengerjakannya?”

Siswa   : “sudah bu.”

Guru    : “baiklah, sekarang kalian kerjakan di papan tulis secara bergantian.”

Siswa   :

1)            Cr₂O₇^2-  +  SO₂   →  Cr³⁺  HSO₄^-         (asam)

Biloks Cr mengalami penurunan dari +6 menjadi +3

Biloks S mengalami kenaikan dari +4 menjadi +6

·                  Menggunakan metode setengah reaksi

Reduksi           :  Cr₂O₇^2-  +  14H⁺  +  6e^-  →  2Cr³⁺  + 7H₂O             

Oksidasi          :  SO₂  +  2H₂O →  HSO₄^- + 3H⁺ + 2e^- (x3)

Sehingga         :  Cr₂O₇^2-  +  3SO₂   + 5H⁺  →  2Cr³⁺ + 3HSO₄^-  + H₂O

·                  Menggunkan metode biloks

Cr mengalami penurunan biloks sehingga mengalami reduksi dengan selisih 3 bilolks.

S mengalami kenaikan biloks sehingga mengalami oksidasi dengan selisih 2 biloks.

Sehingga         :  Cr₂O₇^2-  +  3SO₂   + 5H⁺  →  2Cr³⁺ + 3HSO₄^-  + H₂O

2)                  Al  +  NO₃^-  →  AlO₂  +  NH₃                                (basa)

·         Menggunakan metode setengah reaksi

Oksidasi    :  Al + 4OH^-  →  AlO₂^-  +  2H₂O +  3e^-          (dikali 8)

Reduksi     :  NO₃^-  +  6H₂O  +  8e^-‑  →  NH₃  +  9OH^-     (dikali 3)

Sehingga didapatkan persamaan reaksinya

8Al  +  3NO₃^-  +  8OH^-  + 2 H₂O   →  8AlO₂  + 3NH₃    

·         Menggunakan metode biloks

Al mengalami kenaikan biloks dari 0 menjadi +, selisihnya 3

N mengalami penurunan biloks dari +5 mejadi -3, selisihnya 8

Sehingga bila dikali silang, Al dan AlO₂ dikali keofisien 8 dan NO₃^-  dan NH₃  dikali 3

8Al  +  3NO₃^-  +  8OH^-  + 2 H₂O   →  8AlO₂  + 3NH₃

Guru    : “ya, sudah benar mekanisme dan hasil reaksinya. Kaau begitu bagaimana dengan soal KMnO₄  +  H₂SO₄  +  H₂C₂O₄  →  K₂SO₄  +  MnSO₄  +  CO₂  +  H₂O   pada suasana asam? Bagaimana reaksi setaranya?”

Siswa   : “ dengan cara yang sama, kami telah mendapatkan hasil reaksi yang setara adalah sebagai berikut

2KMnO₄  +  3H₂SO₄  +  5H₂C₂O₄  →  K₂SO₄  +  2MnSO₄  +  10CO₂  +  8H₂O.”

Guru    : “ya baik, bagaimana dengan

K₂Cr₂O₇  +  SnCl₂  +  HCl  →  2CrCl₃  + SnCl₄  +  KCl  + H₂O     pada suasana asam?

Siswa   : “dengan cara yang sama didapatkan hasil sebagai berikut

K₂Cr₂O₇  +  3SnCl₂  +  14HCl  →  2CrCl₃  +  3SnCl₄  +  2KCl  + 7H₂O.”

Guru    : “baiklah, kalau begitu kalian sudah mengerti dan faham menyetarakan reaksi dengan metode biloks dan setengah reaksi. Sekarang bagaimana soal nomor 3?”

Siswa   : “ reaksi tersebut dinamakan reaksi autoredoks atau disproporsioasi satu unsure atau senyawa dalam reaksi tersebut dapat bertindak sebagai reduktor dan oksidator.

Pada reaksi                  P₄  →  PO₄^3-  +  PH₃  

P₄ dapat bertindak menjadi oksidator dan reduktor. P₄ biloksnya naik dari 0 menjadi +5 dan P₄ biloksnya turun dari 0 menjadi -3. Sehingga bila dikali silang, didapatkan reaksi yang setara adalah

         2P₄  +  9OH^-  +  3H₂O  →  3PO₄^3-  +  5PH₃  

         Pada reaksi                  IO₃^-  +  I^-  →  I₂ 

I₂ dapat mengalami kenaikan biloks dari 0 menjadi -1, dan I₂ mengalami penurunan biloks dari +5 menjadi 0. Sehingga bila dikali silang, didapatkan reaksi yang setara adalah

         IO₃^-  + 5 I^-  +  6H⁺  →  3I₂ + 3H₂O.”

Guru    : “ya baiklah, sekarang kita akan melakukan percobaan mengenai reaksi redoks untuk lebih memahami tentang reaksi redoks.adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah Gelas kimia 250 ml, Logam seng, Logam tembaga, Larutan CuSO4 1 M dan Larutan AgNO3 1 M.

            Untuk mengetahui cara kerja dari percobaan ini, kalian harus menyusun secara sistematis langkah-langkah berikut

Amati perubahan yang terjadi.

Kemudian masukkan ke dalam larutan CuSO4.

Siapkan alat dan bahan.

Masukkan larutan CuSO4 sebanyak 100 ml ke dalam gelas kimia 250 ml

Lakukan kembali percobaan seperti di atas dengan menggunakan logam tembaga dan mengganti larutan CuSO4 1 M dengan larutan AgNO3 1 M.

Siapkan sepotong logam seng berukuran ± 4×2 cm yang telah diamplas bersih.

Siswa: “ kami telah mendiskusikan langkah kerja yang akan kami lakukan untuk percobaan ini bu.”

Guru    : “ya, bagaimana?”

Siswa   : “ beikut langkah kerjanya:

1. Siapkan alat dan bahan.
2. Masukkan larutan CuSO4 sebanyak 100 ml ke dalam gelas kimia 250 ml.
3. Siapkan sepotong logam seng berukuran ± 4×2 cm yang telah diamplas bersih. Kemudian masukkan ke dalam larutan CuSO4.
4. Amati perubahan yang terjadi.
5. Lakukan kembali percobaan seperti di atas dengan menggunakan logam tembaga dan mengganti larutan CuSO4 1 M dengan larutan AgNO3 1 M.

Guru    : “baiklah, sekarang kalian lakukan percobaan ini dengan langkah kerja yang sudah kalian tentukan, dengan bahan-bahan yang sudah ibu siapkan di meja kalian masing-masing”

(praktikum berlangsung)

Guru    : “bagaimana anak anak? Apakah sudah didapatkan hasilnya?”

Siswa   : “ya sudah bu, didapatkan hasil pengamatanya seperti berikut

Gambar 1. Pada permulaan percobaan logam seng berwarna perak dan larutan CuSO4 berwarna biru tua (1), setelah beberapa waktu logam seng mulai terlapisi oleh lapisan berwarna hitam (2), pada akhir percobaan semua logam seng rontok dan warna larutan CuSO4 memudar (3).

Gambar 2. Pada permulaan percobaan logam tembaga berwarna kemerahan dan larutan AgNO3 tidak berwarna, setelah beberapa waktu terbentuk lapisan berwarna keabu-abuan pada logam tembaga dan warna larutan menjadi biru muda, pada akhir percobaan lapisan yang menutupi logam tembaga semakin banyak dan warna larutan menjadi semakin biru.

Guru    : “baik, hasil pengamatan yang baik, kemudian ada hasil pengamatan yang lain?”

Siswa   : “kelompok kami mendapatkan hasil percobaan :
1. Seng yang berada di dalam larutan CuSO4 terlapisi lapisan berwarna kehitam-hitaman dan menjadi rapuh (rontok).

2. Terbentuk lapisan berwarna keabua-abuan pada logam tembaga yang dimasukan dalam larutan AgNO3, warna larutan menjadi biru tua.”

Guru    : “yaa. Pengamatan yang baik sekali, sehingga dari hasil pengamatan yang telah di presentasikan oleh teman-teman kalian, maka dapat diperoleh kesimpulan? Silahkan kelompok 3?”

Siswa   : “menurut kelompok kami kesimpulan dari percobaan ini adalah Seng pada larutan CuSO4 terlapisi lapisan berwarna kehitam-hitaman dan menjadi rapuh (rontok) , hal ini membuktikan adanya reaksi redoks.”

Guru    : “apakah ada kesimpulan lain?”

Siswa   : “Tembaga dan larutan  AgNO3 mengalami reaksi redoks. Hal ini dibuktikan dengan terbentuknya lapisan keabua-abuan pada logam tembaga. “

Guru    : “baiklah, didapatkan kesimpulan yang telah teman kalian simpulkan. Apakah kalian setuju dengan kesimpulan tersebut?”

Siswa   : “setujuuu bu”

Guru    : “baiklah, kalau begitu  ibu cukupkan praktikum ini. Silahkan rapihkan dan bersihkan alat-alat yang telah kalian gunakan.”

Kegiatan Penutup

Guru    :’baiklah anak-anak, barusan saja kita mempelajari mengenai reaksi redoks, contohnya saja di awal pembelajaran fakta bahwa besi bisa berkarat karena  adanya reaksi antar logam dengan udara, kita harus mensyukuri betapa tak terhitungnya manfaat yang ada di alam semesta ini, bahwa yang diciptakannya di bumi ini saling berkaitan. Begitupun pada perkaratan besi tadi, hanya hal seperti itu bisa dipelajari oleh manusia. Tuhan menciptakan manusia dengan begitu sempurna. pelajaran kita cukup sampai disini, kita lanjutkan dipertemuan selanjutnya”

Siswa   :”baik buu…..”