Suci Khaerunnisa. Diberdayakan oleh Blogger.
RSS

Pengertian Seni Kriya

Seni kriya adalah cabang seni yang menekankan pada ketrampilan tangan yang tinggi dalam proses pengerjaannya. Seni kriya berasal dari kata “Kr” (bhs Sanskerta) yang berarti ‘mengerjakan’, dari akar kata tersebut kemudian menjadi karya, kriya dan kerja. Dalam arti khusus adalah mengerjakan sesuatu untuk menghasilkan benda atau obyek yang bernilai seni” (Prof. Dr. Timbul Haryono: 2002).



Dalam pergulatan mengenai asal muasal kriya Prof. Dr. Seodarso Sp dengan mengutif dari kamus, mengungkapkan “perkataan kriya memang belum lama dipakai dalam bahasa Indonesia; perkataan kriya itu berasal dari bahasa Sansekerta yang dalam kamus Wojowasito diberi arti; pekerjaan; perbuatan, dan dari kamus Winter diartikan sebagai ‘demel’ atau membuat”. (Prof. Dr. Soedarso Sp, dalam Asmudjo J. Irianto, 2000)

Sementara menurut Prof. Dr. I Made Bandem kata “kriya” dalam bahasa indonesia berarti pekerjaan (ketrampilan tangan). Di dalam bahasa Inggris disebut craft berarti energi atau kekuatan. Pada kenyataannya bahwa seni kriya sering dimaksudkan sebagai karya yang dihasilkan karena skill atau ketrampilan seseorang”. (Prof. Dr. I Made Bandem, 2002)

Dari tiga uraian ini dapat ditarik satu kata kunci yang dapat menjelaskan pengertian kriya adalah; kerja, pekerjaan, perbuatan, yang dalam hal ini bisa diartikan sebagai penciptaan karya seni yang didukung oleh ketrampilan (skill) yang tinggi.

Seperti telah disinggung diawal bahwa istilah kriya digali khasanah budaya Indonesia tepatnya dari budaya Jawa tinggi (budaya yang berkembang di dalam lingkup istana pada sistem kerajaan). Denis Lombard dalam bukunya Nusa Jawa: Silang budaya, menyatakan ‘istilah kriya yang diambil dari kryan menunjukkan pada hierarki strata pada masa kerajaan Majapahit, sebagai berikut; “Pertama-tama terdapat para mantri, atau pejabat tinggi serta para arya atau kaum bangsawan, lalu para kryan yang berstatus kesatriya dan para wali atau perwira, yang tampaknya juga merupakan semacam golongan bangsawan rendah’. (Denis Lombard dalam Prof. SP. Gustami, 2002)

Menyimak pendapat Prof. SP. Gustami yang menguraikan bahwa; seni kriya merupakan warisan seni budaya yang adi luhung, yang pada zaman kerajaan di Jawa mendapat tempat lebih tinggi dari kerajinan. Seni kriya dikonsumsi oleh kalangan bangsawan dan masyarakat elit sedangkan kerajinan didukung oleh masyarakat umum atau kawula alit, yakni masyarakat yang hidup di luar tembok keraton. Seni kriya dipandang sebagai seni yang unik dan berkualitas tinggi karena didukung oleh craftmanship yang tinggi, sedangkan kerajinan dipandang kasar dan terkesan tidak tuntas. Bedakan pembuatan keris dengan pisau baik proses, bahan, atau kemampuan pembuatnya.

Lebih lanjut Prof. SP. Gustami menjelaskan perbedaan antara kriya dan kerajinan dapat disimak pada keprofesiannya, kriya dimasa lalu yang berada dalam lingkungan istana untuk pembuatnya diberikan gelar Empu. Dalam perwujudannya sangat mementingkan nilai estetika dan kualitas skill. Sementara kerajinan yang tumbuh di luar lingkungan istana, si-pembuatnya disebut dengan Pandhe. Perwujudan benda-benda kerajinan hanya mengutamakan fungsi dan kegunaan yang diperuntukkan untuk mendukung kebutuhan praktis bagi masyarakat (rakyat). (Prof. SP. Gustami, 2002) Pengulangan dan minimnya pemikiran seni ataupun estetika adalah satu ciri penanda benda kerajinan.

Pemisahan yang berdasarkan strata atau kedudukan tersebut mencerminkan posisi dan eksistensi seni kriya di masa lalu. Seni kriya bukanlah karya yang dibuat dengan intensitas rajin semata, di dalamnya terkandung nilai keindahan (estetika) dan juga kualitas skill yang tinggi. Sedangkan kerajinan tumbuh atas desakan kebutuhan praktis dengan mempergunakan bahan yang tersedia dan berdasarkan pengalaman kerja yang diperoleh dari kehidupan sehari-hari.

Kembali ditegaskan oleh Prof. SP. Gustami: seni kriya adalah karya seni yang unik dan punya karakteristik di dalamnya terkandung muatan-muatan nilai estetik, simbolik, filosofis dan sekaligus fungsional oleh karena itu dalam perwujudannya didukung craftmenship yang tinggi, akibatnya kehadiran seni kriya termasuk dalam kelompok seni-seni adiluhung (Prof. SP.Gustami, 1992:71).

Uraian tadi menyiratkan bahwa kriya merupakan cabang seni yang memiliki muatan estetik, simbolik dan filosofis sehingga menghadirkan karya-karya yang adiluhung dan munomental sepanjang jaman. Praktek kriya pada masa lalu dibedakan dari kerajinan, kriya berada dalam lingkup istana (kerajaan) pembuatnya diberi gelar Empu. Sedangkan kerajinan yang berakar dari kata “rajin” berada di luar lingkungan istana, dilakoni oleh rakyat jelata dan pembuatnya disebut pengerajin atau pandhe.

Dari beberapa pendapat yang telah dibahas sebelumnya menjelaskan bahwa wujud awal seni kriya lebih ditujukan sebagai seni pakai (terapan). Praktek seni kriya pada awalnya bertujuan untuk membuat barang-barang fungsional, baik ditujukan untuk kepentingan keagamaan (religius) atau kebutuhan praktis dalam kehidupan manusia seperti; perkakas rumah tangga. Contohnya dapat kita saksikan pada dari artefak-artefak berupa kapak dan perkakas pada jaman batu serta peninggalan-peninggalan dari bahan perunggu pada jaman logam berupa; nekara, moko, candrasa, kapak, bejana, hingga perhiasan seperti; gelang, kalung, cincin. Benda-benda tersebut dipakai sebagai perhiasan, prosesi upacara ritual adat (suku) serta kegiatan ritual yang bersifat kepercayaan seperti; penghormatan terhadap arwah nenek moyang.

Masuknya agama Hindu dan Budha memberikan perubahan tidak saja dalam hal kepercayaan, tetapi juga pada sistem sosial dalam masyarakat. Struktur pemerintahan kerajaan dan sistem kasta menimbulkan tingkatan status sosial dalam masyarakat. Masuknya pengaruh Hindu–Budha di Indonesia terjadi akibat asimilasi serta adaptasi kebudayaan Hindu-Budha India yang dibawa oleh para pedagang dan pendeta Hindu-Budha dari India dengan kebudayaan prasejarah di Indonesia. Kedua sistem keagamaan ini mengalami akulturasi dengan kepercayaan yang sudah ada sebelumnya di Indonesia yaitu pengkultusan terhadap arwah nenek moyang, dan kepercayaan terhadap spirit yang ada di alam sekitar. Kemudian kerap tumpang tindih dan bahkan terpadu ke dalam pemujaan-pemujaan sinkretisme Hindu-Budha Indonesia. (Claire Holt diterjemahkan oleh RM. Soedarsono, 2000)

Tumbuh dan berkembangnya kebudayan Hindu-Budha di Indonesia kemudian melahirkan kesenian berupa seni ukir dengan beraneka ragam hias, dan patung perwujudan dewa-dewa. Dalam sistem sosial kemudian lahir sistem pemerintahan kerajaan yang berdasarkan kepada kepercayaan Hindu seperti kerajaan Sriwijaya di Sumatra, kerajaan Kutai di Kalimantan, kerajaan Tarumanagara di Jawa Barat, Mataram Kuno Jawa Tengah. Hingga kerajaan Majapahit di Jawa Timur dengan maha patih Gajah Mada yang tersohor, yang kemudian membawa pengaruh Hindu ke Bali. Seni ukir tradisional masih diwarisi hingga saat ini.

Peran seni kriyapun menjadi semakin berkembang tidak saja sebagai komponen dalam hal kepercayaan/agama, namun juga menjadi konsumsi golongan elit bangsawan yaitu sebagai penanda status kebangsawanan. Kondisi tersebut menjadikan kriya sebagai seni yang bersifat elitis karena menduduki posisi terhormat pada masanya, berbeda dengan kerajinan yang cenderung tumbuh pada kalangan masyarakat biasa atau golongan rendah.

Akan tetapi keadaannya berbeda pada masa modern, dimana tingkatan sosial seperti pada masa kerajaan yang disebut “kasta” sudah tidak lagi eksis. Kalaupun ada tingkatan sosial kini tidak lagi berdasarkan “kasta” atau kebangsawanan yang dimiliki oleh seseorang, akan tetapi kemapanan ekonomi kini menjadi penanda bagi status seseorang. Artinya tarap ekonomi yang dimiliki seseorang dapat membedakan posisi mereka dari orang lain, secara sederhana kekuasan sekarang ditentukan oleh kemampuan ekonomi yang dimiliki seseorang. Dalam sistem masyarakat modern kondisinya telah berubah kaum elit yang dulunya ditempati oleh kaum bangsawan (ningrat), sekarang digantikan kalangan konglomerat (pemilik modal). Kondisi ini membawa dampak bagi pada posisi kriya, karena kini kriya mulai kehilangan struktur sosial yang menopang eksistensinya seperti pada masa lalu.

Situasi ini menjadikan kriya tidak lagi menjadi seni yang spesial karena posisi terhormatnya di masa lalu kini sudah terancam tidak eksis lagi, kriya kini menjadi sebuah artefak warisan masa lalu. Terlebih lagi dalam industri budaya seperti sekarang kedudukan kriya kini tidak lebih sebagai obyek pasar, yang diproduksi secara masal dan diperjualbelikan demi kepentingan ekonomi. Kriya kini mengalami desakralisasi dari posisi yang terhormat di masa lalu, yang adiluhung merupakan artefak yang tetap dihormati namun sekaligus juga direduksi dan diproduksi secara terus-menerus.

Kehadiran kriya pada jenjang pendidikan adalah sebuah upaya mengangkat kriya dari hanya sebagai artefak, untuk menjadikannya sebagai seni yang masih bisa eksis dan terhormat sekaligus mampu menyesuaikan diri dengan perkembangan jaman. Inilah tugas berat insan kriya kini. Dalam perkembangan selanjutnya sejalan dengan perkembangan jaman, konsep kriyapun terus berkembang. Perubahan senantiasa menyertai setiap gerak laju perkembangan zaman, praktek seni kriya yang pada awalnya sarat dengan nilai fungsional, kini dalam prakteknya khususnya di akademis seni kriya mengalami pergeseran orientasi penciptaan. Kriya kini menjelma menjadi hanya pajangan semata dengan kata lain semata-mata seni untuk seni. Pergerakan ini kemudian melahirkan kategori-kategori dalam tubuh kriya, kategori tersebut antara lain kriya seni, dan desain kriya.
»»  READMORE...

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Keragaman Seni Rupa Terapan Mancanegara

KERAGAMAN SENI RUPA TERAPAN MANCANEGA
Seni kria dapat disebut dengan seni kerajinan yang merupakan bentuk seni rupa terapan. Seni kria
merupakan bagian dari seni rupa yang bertujuan untuk memenuhi kepuasan fisik (seni pakai) dan psikologis (seni
hias/keindahan rasa). Seni kria dikerjakan dengan keterampilan atau kecekatan tangan. Pada umumnya seni kria
dibuat cendrung sebagai barang produksi atau seni industri.
Seseorang pengamat atau pecinta seni dapat menghargai dan menikmati karya seni kria apabila ia mengerti


, memahami dan menilai karya seni melalui kepekaan rasa estetis dan nilai guna. Kemampuan dalam kegiatan
tersebut dinamakan dengan Apresiasi seni. Kemampuan dalam memahami dan menilai karya seni terapan disebut
kemampuan mengapresiasi seni terapan. Apresiasi sangat penting bagi setiap orang yang mau mengerti terhadap
karya seni karena dapat melatih kepekaan rasa, memberi kenikmatan, dan memperkaya jiwa serta memperhalus budi
pekerti.
Menilai Karya Seni Rupa Terapan (Seni Kria)
Menilai suatu karya seni kria, kita harus memahami proses apresiasi seni rupa secara utuh. Proses tersebut
adalah pengamatan, penghayatan terhadap karya, dan pengalaman berkarya seni sehingga dapat menumbuhkan rasa
kagum, sikap empati, dan simpati yang akhirnya mempunyai kemampuan menikmati, menilai, dan manghargai
karya seni.
1. Setiap karya seni rupa mempunyai nilai seni yang berbeda satu sama yang lainnya. Nilai suatu karya sangat
ditentukan oleh kemampuan perupa karya seni itu sendiri yang meliputi:
a. konsepsi atau gagasan;
b. kreativitas dalam penciptaan karya;
c. teknik pengerjaan yang menghasilkan corak tersendiri, namun tetap memperhitungkan sifat-sifat
media/bahan;
d. keunikan dalam pengaturan komposisi dan bentuk sehingga menghasilkan karya yang tampak unik (beda
dengan yang lain).
Kualitas suatu karya selain tergantung dari perupanya juga ditentukan oleh kualitas dan sifat dari media/bahan
yang digunakan. Misalnya sebuah topeng yang dikerjakan dengan bahan kayu pule akan jauh lebih berkualitas
dibandingkan dengan menggunakan kayu meranti.
2. Kriteria Menilai Karya Seni Rupa Terapan (Seni Kria)
Suatu karya seni yang tergolong ke dalam seni rupa tentu dalam pengerjaannya memperhitungkan kaidahkaidah
seni rupa, maka dalam menilai atau memilih suatu karya seni rupa yang baik dan berkualitas diperlukan
apresiasi seni rupa.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam berkarya seni rupa dan apresiasinya adalah sebagai berikut:
a. prinsip seni;
b. fungsi seni;
c. komposisi atau unsur seni
Prinsip seni atau asa seni meliputi dua hal, yaitu:
1) Komposisi (susunan)
Apa pun jenis karya seni rupa yang dikerjakan, tidak akan terlepas dari komposisi. Komposisi itu sendiri
adalah susunan. Hasil karya itu akan baik dan indah apabila pengaturan atau penyusunan unsur-unsur seni
rupa dalam satu kesatuan. Unsur-unsur pokok dalam seni rupa adalah titik, garis, bidang, arah, bentuk,
ukuran, warna, gelap-terang, dan tekstur. Seseorang yang menyusun unsur tersebut berarti ia menciptakan
bentuk atau desain. Komposisi dapat dihasilkan dengan memperhatikan prinsip-prinsip pengaturan atau
penyusunan. Prinsip-prinsip tersebut antara lain:
a) keseimbangan (balance);
b) kesatuan (unity);
c) irama (ritme);
d) kontras (berbeda jauh)
e) serasi (harmony)
2) Unsur-unsur seni rupa
a) Garis merupakan unsur yang dapat memberi batasan atau kesan suatu bentuk, seperti kesan garis
tipis beda dengan garis tebal.
b) Arah merupakan susunan suatu garis atau bentuk menuju kerah tertentu sehingga akan dapat
memberi kesan stabil atau dinamis, seperti arah berbelok-belok berkesan dinamis dan arah
horizontal berkesan stabil.
c) Bidang, ruang (bentuk) juga merupakan kesan batasan suatu bentuk, seperti lingkaran, segitiga,
benjolan, dll.
d) Ukuran merupakan kesan perbandingan suatu bentuk, seperti panjang-pendek, besar-kecil, luassempit,
dll.
e) Gelap terang merupakan efek cahaya yang nampak pada bentuk yang dapat dicapai dengan warna
gelap dan warna terang.
f) Warna merupakan unsur yang dapat memberi kesan secara menyeluruh pada suatu bentuk.
Warna dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu:
(1) warna primer (pokok) : merah, kuning dan biru;
(2) warna sekunder (campuran dua warna primer) :
- orange ( merah dan kuning )
- ungu ( merah dan biru)
- hijau ( kuning dan biru)
(3) warna tersier (campuran warna primer dan sekunder) : hijau muda, hijau tua, ungu
muda, ungu tua, orange muda, orange tua.

Penggunaan warna
Penggunaan warna dapat dikelompokan menjadi tiga, yaitu:
a. Warna Harmonis, warna diterapkan secara naturalis seperti warna yang nampak di alam,
misalnya daun berwarna hijau, langit berwarna biru, bunga berwarna merah, dsb.
b. Warna Heraldis, warna yang digunakan dalam pembuatan symbol atau lambing, misalnya
merah berarti berani, putih berarti suci, biru berarti damai, hijau berarti sejuk, kuning berarti
jaya, ungu berarti berkabung, dll.
c. Warna Murni, penggunaan warna secara bebas tidak terikat oleh alam atau makna tertentu,
misalnya pada karya-karya seni modern.
g) Tekstur, merupakan nilai raba dari suatu permukaan (kasar halusnya permukaan benda). Tekstur
ada dua, yaitu tekstur nyata dan tekstur semu.
h) Titik, merupakan unsur yang dapat digunakan untuk memunculkan kesan suatu bentuk, seperti
membuat gambar ilustrasi atau lukisan pointilisme.
Fungsi Seni
Setiap karya seni rupa mempunyai fungsi tertentu, yaitu:
1) Fungsi primer atau fungsi pribadi, yaitu fungsi untuk kepuasan pribadi bagi perupanya;
2) Fungsi Sekunder atau fungsi social, yaitu fungsi untuk kepuasan bagi orang lain yang menikmatinya atau
sebagai media komunikasi;
3) Fungsi fisik atau pakai, yaitu untuk memenuhi kebutuhan fisik.
»»  READMORE...

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Sistem Gerak Pada Manusia

Manusia dalam kesehariannya banyak melakukan aktivitas seperti bekerja, berlari , berjalan, duduk dan berdiri.  Untuk melakukan kegiatan tersebut tubuh manusia ditunjang dengan adanya rangka.  Rangka terdapat di dalam tubuh manusia. Rangka manusia dewasa dibangun oleh 206 ruas tulang dengan bentuk dan ukuran yang bervariasi sesuai dengan fungsinya.  Dengan adanya rangka, maka manusia termasuk ke dalam kelompok vertebrata.

Rangka berfungsi sebagai:
1. penyangga dan penunjang tubuh
2. pelindung organ dalam dan memberi bentuk tubuh
3. alat pergerakan pasif dan tempat otot melekat
4. tempat pembentukan sel darah (hematopoiesis)
5. tempat penyerapan dan penglepasan kalsium
Bentuk tubuh manusia tidak terlepas dari peran rangka.  Tinggi badan seseorang dipengaruhi oleh panjang dan ukuran tulang-tulang penyusun tubuhnya.  Tulang dibantu dengan adanya otot dan persendian, maka tubuh manusia dapat bergerak.  Sebagian besar pembentukan sel darah juga terjadi di dalam sumsum tulang.  Tulang juga merupakan organ yang mengandung mineral kalsium paling banyak diantara organ tubuh lainnya.

Rangka manusia dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok besar yaitu:A.  APENDIKULER, B.  AKSIAL.
A.  APENDIKULER
Rangka apendikuler merupakan kelompok tulang yang menyusun anggota gerak atas dan bawah.  Rangka apendikuler terdiri atas 126 ruas tulang.
Rangka apendikuler tersusun atas:
1. Anggota gerak atas.
Tulang-tulang pembentuknya antara lain:

a. Tulang gelang bahu
Terdiri atas tulang belikat (skapula) dan tulang selangka (klavikula). Tulang belikat berbentuk seperti segitiga pipih dan bersendian dengan tulang lengan atas (humerus).  Tulang selangka pada ujung bagian depan melekat pada tulang dada (sternum). Tulang gelang bahu berjumlah total 4 tulang.

b. Tulang lengan atas (humerus).
Berbentuk seperti pipa dengan bonggol di setiap ujungnya.  Pada bagian bawah memiliki dua bonggol yang bersendian dengan tulang lengan bawah (hasta dan ulna). Pada bagian atas bersendian dengan tulang belikat (skapula). Terdapat 2 tulang lengan atas pada tubuh manusia.

c. Tulang lengan bawah.
Terdiri atas tulang hasta (ulna) dan tulang pengumpil (radius). Bagian ujung tulang hasta merupakan siku tangan sedangkan bagian bawahnya merupakan tempat terdapatnya jari kelingking.  Bagian ujung atas tulang pengumpil bersendian dengan tulang humerus sedangkan bagian bawahnya merupakan tempat terdapatnya tulang ibu jari (jempol).  Kedua ujung bawah tulang lengan bawah bersendian dengan tulang pergelangan tangan (karpal). Jumlah total ruas tulang lengan bawah berjumlah 4 ruas tulang.


d. Tulang pergelangan tangan (karpal).
Tulang pergelangan tangan berukuran pendek dan merupakan penghubung antara tulang lengan bawah dengan tulang telapak tangan (metakarpal).  Tulang pergelangan tangan pada masing-masing tangan  berjumlah 8 ruas tulang.

e. Tulang telapak tangan (metakarpal).
Tulang telapak tangan berukuran pendek dan merupakan penghubung antara tulang pergelangan tangan dengan tulang-tulang jari tangan (phalanges).  Tulang telapak tangan pada masing-masing tangan berjumlah 5 ruas tulang.

f. Tulang-tulang jari tangan (phalanges).
Tulang-tulang jari tangan berukuran pendek dan berbonggol.  Pada masing-masing tangan berjumlah 14 ruas tulang.
2. Anggota gerak bawah.
Tulang-tulang pembentuknya antara lain:
a. Tulang gelang panggul (pelvis)
Tulang gelang panggul merupakan gabungan dari 6 tulang yaitu 2 tulang usus (ilium), 2 tulang duduk (ischium) dan 2 tulang kemaluan (pubis).  Tulang gelang panggul berbentuk pipih. Pada perempuan lubang yang terbentuk antara ilium, ischium, dan pubis lebih lebar dan dalam dibandingkan dengan laki-laki.  Hal itu berperan ketika mengandung bayi dan melahirkan.




b. Tulang paha (femur).
Tulang paha berbentuk seperti pipa panjang yang berbonggol di setiap ujungnya. Ujung atas bersendian dengan tulang gelang panggul, sedangakan ujung bagian bawah bersendian dengan tulang kering (tibia) dan tulang tempurung lutut (patela). Tulang paha merupakan tulang terpanjang, terkuat, dan terberat diantara tulang tubuh lainnya.  Tulang paha berjumlah total 2 tulang.
c. Tulang kering (tibia) dan tulang betis (fibula).
Tulang kering berukuran lebih besar daripada tulang betis.  Letak tulang kering terdapat lebih di bagian depan dari tulang betis.  Ujung bagian atas tulang kering bersendian dengan tulang paha dan ujung bawahnya bersendian dengan tulang pergelangan kaki (tarsal).  Pada masing-masing kaki terdapat 1 tulang kering dan 1 tulang betis.
d. Tulang pergelangan kaki (tarsal).
Tulang pergelangan kaki berukuran pendek.  Tulang ini terdapat diantara tulang tibia dan tulang telapak kaki.  Jumlah tulang ini Pada masing-masing kaki berjumlah 7 tulang.
e. Tulang telapak kaki (metatarsal)
Tulang telapak kaki terletak diantara tulang pergelangan kaki dan tulang jari kaki.  Tulang ini berjumlah 5 tulang pada masing-masing kaki.
f. Tulang-tulang jari kaki (phalanges)
Tulang-tulang jari kaki berukuran pendek dan berbonggol.  Pada masing-masing kaki berjumlah 14 tulang.




B.  AKSIAL
Rangka aksial merupakan kelompok tulang yang terletak di sumbu tubuh. Rangka aksial berjumlah 80 tulang. Rangka aksial terdiri atas:
1. Tulang tengkorak (skull)
2. Tulang belakang (vertebra)
3. Tulang rusuk (ribs)
4. Tulang dada (sternum)
1. Tulang tengkorak (skull)
Tulang tengkorak membentuk kepala seseorang.  Tulang ini merupakan kepingan tulang pipih berongga yang saling berhubungan. Tulang tengkorak manusia terdiri atas 22 tulang.   Tulang tersebut terbagai menjadi tulang bagian kepala (kranial) dan bagian wajah (fasial). Tulang kranial membentuk tempurung dan berfungsi melindungi organ di dalamnya, yaitu otak.  Tulang fasial membentuk rongga mata, rongga hidung, wajah seseorang.  Tulangini berfungsi melindungi mata serta organ mulut dan bagian dalam hidung.
Tulang bagian kepala terdiri atas:
a. Tulang kepala belakang (osipital)
Tulang osipital merupakan tulang kepala bagian belakang.  Tulang ini hanya berjumlah 1.
b. Tulang ubun-ubun (parietal)
Tulang ubun-ubun terletak dibagian atas sampai kesamping kepala.  Tulang ini berjumlah 2 buah.
c. Tulang dahi (frontal)
Tulang dahi terletak di bagian depan (muka atas).  Tulang ini berjumlah 1 buah.
d. Tulang pelipis (temporal)
Tulang pelipis terletak di bagian kepala samping belakang.  Tulang ini berjumlah 2 buah.
e. Tulang baji (sphenoid)
Tulang baji terletak di bagian kepala samping depang.  Tulang ini berjumlah 1 buah.
f. Tulang tapis (ethmoid)
Tulang ethmoid terletak di bagian dalam rongga kepala.  Tulang ini berjumlah 1 buah.
Tengkorak manusia jika dilihat dari bagian bawah akan terlihat tonjolan mastoid dan foramen magnum (suatu rongga tempat sumsum tulang belakang berhubungan dengan otak).
Tulang bagian kepala (kranial) tidak dapat digerakkan karena merupakan sendi mati (tidak dapat bergeser). Pada bayi, tulang tengkorak belum bersatu sepenuhnya dan memiliki daerah lunak (soft spot) atau fontanela.  Daerah lunak ini tersusun atas jaringan penghubung fibrosa.  Pada kelahiran normal, tengkorak bayi dapat saling tumpang tindih sehingga dapat menelusup keluar dari lubang sempit.  Seiring dengan pertumbuhannya, tengkorak bayi akan bersatu dan fontanela akan hilang perlahan seiring dengan mengerasnya jaringan penghubung fibrosa.
Tulang bagian wajah (fasial) terdiri atas atas:
a.  Tulang rahang atas (maksila)
Tulang rahang atas merupakan tempat terdapatnya gusi dan gigi bagian atas.  Tulang ini berjumlah 2 buah.
b.  Tulang rahang bawah (mandibula)
Tulang rahang bawah berjumlah 1 buah.  Dengan adanya otot rahang, tulang ini dapat bergerak sehingga mulut kita dapat terbuka dan tertutup.
c.  Tulang hidung (nasal)
Tulang hidung terdapat di rongga hidung dan berjumlah 2 buah.
d.  Tulang pipi (zigomatik)
Tulang pipi membentuk pipi seseorang.  Tulangini berjumlah 2 buah.
e.  Tulang air mata (lakrimal)
Tulang air mata terdapat di dalam rongga mata. Tulang ini berjumlah 2 buah.
f.  Tulang langit-langit (vomer)
Tulan langit-langit berjumlah 1 buah.
g.  Tulang palatin
Tulang palatin berjumlah 2 buah.
h.  Tulang konka inferior (inferior nasal cocha)
Tulang konka inferior terletak di dalam rongga hidung.  Tulang ini berjumlah 2 buah.
Tulang bagian wajah yang dapat digerakkan hanya tulang rahang bawah terhadap tulang rahang atas, misalnya ketika kita berbicara atau makan.
Beberapa tulang yang terdapat di tengkorak bagian dalam dan berhubungan dengan indera pendengaran yaitu:
a.  Tulang martil (maleus)
Tulang martil berlekatan dengan gendang telinga dan tulang landasan.  Dalam setiap telinga terdapat 1 tulang martil.
b.  Tulang landasan (inkus)
Tulang landasan terletak diantara tulang martil dan tulang sanggurdi.  Terdapat 1 tulang landasan di setiap telinga.
c.  Tulang sanggurdi (stapes)
Tulang sanggurdi berbentuk seperti garputala dan berfungsi menghubungkan telinga tengah dengan telinga dalam (koklea).  Terdapat 1 tulang sanggurdi pada setiap telinga.
Ketiga tulang tersebut termasuk dalam bagian telinga tengah.

2. Tulang belakang (vertebra)
Sebagai anggota vertebrata, manusia memiliki tulang belakang (vertebra).  Tulang belakang terletak di tengah tubuh manusia.  Tulang ini berfungsi penting untuk menopang badan, sebagai tempat melekatnya tulang rusuk dan melindungi organ dalam tubuh.  Peran tulang belakang sangat vital karena selain sebagai penopang tubuh, tulang ini juga merupakan tempat terdapatnya saraf utama tubuh.
Tulang belakang terdiri atas 33 ruas tulang dan terbagi menjadi 5 bagian, antara lain:
a. Ruas tulang leher (vertebra servik).
b. Ruas tulang punggung (vertebra torak).
c. Ruas tulang pinggang (vertebra lumbar).
d. Ruas tulang kelangkang (sacrum).
e. Ruas tulang ekor (coccyx).
a. Ruas tulang leher (vertebra servik).
Terdapat 7 ruas tulang leher dengan ruas pertama adalah tulang atlas.  Tulang atlas berfungsi untuk menunjang tengkorak.  Ruas kedua adalah tulang pemutar (aksis).  Adanya tulang atlas dan aksis memungkinkan kepala untuk berputar.  Ruas ketiga sampai ruas ketujuh memiliki bentuk yang mirip dan tidak bersendian dengan tulang rusuk.




b. Ruas tulang punggung (vertebra torak).
Tulang punggung berjumlah 12 ruas dengan bentuk yang hampir serupa.  Tiap ruas tulang punggung memiliki badan tulang dengan tonjolan tulang ke kiri dan ke kanan sebagai tempat persendian dengan tulang-tulang rusuk (ribs).  Badan tulang ini berlekatan dengan lengkung vertebra yang melindungi sumsum tulang belakang.  Diantara ruas tulang belakang terdapat tulang rawan (kartilago).
c. Ruas tulang pinggang (vertebra lumbar).
Berujumlah 5 ruas tulang. Tulang pinggang merupakan ruas tulang belakang yang paling kuat dan besar dibandingkan ruas tulang belakang lainnya.  Bentuknya hampir serupa dengan ruas tulang punggung, namun tidak bersendian dengan tulang rusuk.
d. Ruas tulang kelangkang (sakrum).
Sakrum merupakan gabungan 5 ruas tulang yang bersatu.  Tulang ini bersendian dengan tulang gelang panggul, ruas tulang pinggang terakhir dan tulang ekor.
e. Ruas tulang ekor (coccyx).
Tulang ekor merupakan vertebra terakhir.  Tulang ekor atau coccyx adalah gabungan 4 ruas tulang yang bersatu.  Tulang ini bersendian dengan tulang kelangkang.
Diantara tulang-tulang vertebra terdapat cakram invertebra. Cakram invertebra merupakan tulang rawan yang keras di luar namun lunak di dalam.  Tulang ini berfungsi sebagai peredam getaran dan pelindung vertebra.

3. Tulang rusuk (ribs)

Tulang rusuk berbentuk pipih dan panjang melengkung.  Bagian belakang tulang rusuk berhubungan langsung dengan ruas tulang punggung (vertebra torak).  Tulang rusuk berjumlah 12 pasang tulang, terdiri atas 7 pasang rusuk sejati, 3 pasang rusuk palsu, dan 2 pasang rusuk melayang.
Bagian depan tulang rusuk sejati melekat pada tulang dada (sternum).  Tulang rusuk palsu pada bagian belakang melekat pada tulang punggung (vertebra torak), sedangkan di bagian depan melekat pada tulang rusuk diatasnya.  Tulang rusuk yang paling melengkung adalah tulang rusuk kesembilan.  Tulang rusuk tersusun teratur sesuai dengan perlekatannya dengan tulang belakang.  Ruangan diantara tulang rusuk disebut intercostal spaces.
Tulang rusuk melayang hanya bersendian dengan tulang punggung dan tidak bersendian dengan tulang dada, oleh karena itu seperti tampak melayang.  Ukuran tulang rusuk melayang lebih pendek dibandingkan dengan rusuk yang lain.

4. Tulang dada (sternum)

Tulang dada terletak di bagian depan tubuh dan berjumlah 1 ruas tulang.  Tulang dada terdiri atas bagian hulu, badan dan taju pedang. Tulang ini merupakan perlekatan bagian depan dari 7 pasang tulang rusuk sejati.
Tulang dada, tulang punggung dan tulang rusuk membentuk rongga dada (ribs cage) dan berfungsi melindungi organ-organ didalamnya serta membantu dalam pernafasan.
HUBUNGAN ANTAR TULANG (SENDI)
Daerah pertemuan antar tulang disebut persendian.  Pertemuan tersebut umumnya disatukan oleh ligamen atau berkas-berkas jaringan penghubung (connective tissue).  Serabut penghubung yang paling pendek disebut persendian fibrosa.  Contohnya seperti yang terdapat antara gigi dengan tulang rahang.
Persendian yang tersusun atas jaringan kartilago antara lain terdapat diantara tulang belakang, tulang rusuk, dan tulang dada.  Persendian ini memungkinkan terjadinya sedikit gerakan, contohnya dalam pernafasan dada.
Adanya bantalan jaringan kartilago pada persendian sinovial seperti di lutut berfungsi dalam meredam getaran.  Pada daerah ini terdapat pula cairan sinovial yang disekresikan oleh sel jaringan penghubung.
Umumnya terdapat 3 macam persendian, yaitu:
a. Sendi mati (sinartrosis)
b. Sendi kaku (amfiartrosis)
c. Sendi gerak (diartrosis)
a. Sendi mati (sinartrosis).
Sendi mati merupakan sendi yang tidak dapat digerakkan karena tulang-tulangnya sudah terkunci bersama.  Contohnya pada tulang  tengkorak dan tulang pada gelang panggul.  Sendi mati tersusun atas jaringan penghubung fibrosa.  Jaringan ini akan mengeras seiring bertambahnya umur.  Contoh yang paling mudah adalah adanya daerah lunak (fontanela) pada bayi.  Daerah ini menjadi keras sehingga tulang tengkorak bersatu.
b. Sendi kaku (amfiartrosis)/ sendi geser.
Sendi yang memungkinkan adanya sedikit gerakan, misalnya pada tulang -tulang pergelangan tangan dan kaki.
c. Sendi gerak (diartrosis).
Sendi gerak memungkinkan terjadinya gerakan yang lebih bebas.
Macam-macam sendi gerak adalah sebagai berikut:
1. Sendi peluru.
Sendi peluru terjadi antar bonggol tulang yang satu dengan lekukan tulang yang lain.  Sendi peluru memungkinkan terjadinya gerakan ke segala arah.  Contohnya antara tulang paha dengan gelang panggul atau antara tulang lengan atas dengan gelang bahu
2. Sendi engsel.
Sendi engsel terjadi antara bonggol tulang yang satu dengan ujung tulang lain yang menyerupai alur.  Sendi ini memungkinkan terjadinya gerakan ke satu arah seperti engsel pintu.  Contohnya tulang paha (femur) dengan tulang kering (tibia) atau disebut sendi lutut; tulang lengan atas (humerus) dengan tulang hasta (ulna) atau disebut sendi sikut.
3. Sendi putar.
Terjadi antara ujung tulang yang  berupa tonjolan masuk ke dalam lubang pada tulang yang satunya lagi. Gerakan yang terjadi berupa rotasi / perputaran.  Contohnya tulang pemutar (aksis) dengan tulang atlas.
4. Sendi pelana.
Sendi pelana memungkinkan terjadinya gerakan kedua arah. Gerakannya seperti orang naik kuda diatas pelana  Contohnya tulang ibu jari dengan telapak tangan.
5. Sendi gulung/elipsoid.
Sendi gulung terjadi antara permukaan oval tulang yang satu dengan lekukan oval tulang yang lain. Contohnya pada tulang pergelangan tangan (karpal) denga tulang pengumpil (radius).
Persendian dapat mengalami gangguan berupa radang sendi atau kelainan menurun yang disebut arthritis.  Pada penyakit osteoarthritis, jaringan kartilago pada persendian mengalami degenerasi.  Pada rheumatoid arthritis,  membran sinovial meradang dan menebal.  Terjadi pula degenerasi jaringan kartilago dan pengapuran tulang.  Penyakit ini dapat dipacu oleh adanya infeksi bakteri atau virus.  Mungkin juga disebabkan secara genetik.  Gejala penyakit ini umumnya tampak sebelum seseorang berumur lima puluh tahun.

BENTUK  TULANG
Bentuk tulang dapat bermacam-macam, namun secara umum bentuknya dapat dibagi menjadi:
a. Tulang panjang/pipa
Sebuah tulang dapat termasuk ke dalam tulang panjang pada prinsipnya memiliki ukuran panjang yang lebih daripada lebarnya.  Tulang panjang umumnya berbentuk seperti pipa.  Pada tulang ini kita dapat melihat bagian dari tulang seperti ujung tulang (epifise), bagian tengah tulang (diafise), dan bagian diantara epifise dan diafise yang disebut metafise.
Tulang panjang dapat tersusun atas tulang kompak, yaitu tulang dengan sel-sel tulang (osteon) yang padat dan rapat.  Namun, tulang panjang juga dapat tersusun atas tulang berongga pada bagian ujungnya.  Pada bagian dalam tulang terdapat sumsum tulang yang merupakan tempat diproduksinya sel-sel darah.
b. Tulang pendek
Tulang pendek umumnya berbentuk seperti kubus. Tulang ini umumnya tersusun atas tulang berongga dengan dilapisi oleh lapisan tipis tulang kompak.  Contoh tulang pendek yaitu pada tulang pergelangan tangan dan kaki.
c. Tulang pipih
Tulang pipih berukuran tipis dan umumnya berbentuk pipih melengkung. Contoh tulang pipih adalah tulang tengkorak dan tulang belikat.
d. Tulang tidak beraturan
Tulang tidak beraturan memiliki bentuk selain ketiga tipe tulang sebelumnya.  Umumnya merupakan tulang berongga yang ditutupi oleh tulang kompak, contohnya pada ruas tulang belakang.

JENIS TULANG
Berdasarkan sel penyusunnya tulang dapat terbagi menjadi dua jenis tulang, yaitu:
a. Tulang rawan (kartilago)
Tulang rawan bersifat elastis dan berwarna lebih terang. Tulang rawan tersusun oleh sel-sel tulang rawan (kondrosit) yang terletak di dalam lakuna.  Lakuna tersebut terletak di dalam matriks tulang.  Tulang rawan terdapat pada telinga luar, ruas antar tulang belakang, tulang rawan pada saluran pernafasan, dan pada ujung hidung.
b. Tulang keras (osteon)
Tulang keras bersifat tidak elastis dan berwarna lebih gelap. Tulang keras tersusun atas osteosit (sel tulang yang telah matang) dan matriks, serta di bungkus oleh periosteum.  Osteosit berasal dari osteoblas (sel tulang muda).  Matriks tulang tersusun dari kalsium fosfat dan kalsium karbonat sehingga bersifat keras.  Matriks tulang yang tersusun padat disebut tulang kompak sedangkan matriks tulang yang tersusun berongga disebut tulang spons.
Tulang kompak terdiri atas osteon yang tersusun rapat, lengkap dengan kanal pembuluh darah dan saraf.  Setiap kesatuan osteon itu disebut sistem Havers.  Tulang spons tersusun seperti jala-jala yang disebut trabekula.  Trabekula terletak mengelilingi ruangan kosong yang berisi sumsum tulang.
PEMBENTUKAN TULANG
Proses pembentukan tulang disebut osteogenesis atau osifikasi.   Pembentukan tulang dimulai oleh adanya aktivitas sel pembentuk tulang (osteoblas) hingga terbentuk sel tulang yang matang (osteosit).
Selain osteoblas dan osteosit, terdapat pula osteoklas.  Osteoklas adalah sel tulang yang dapat mensekresikan enzim untuk merombak sel tulang menjadi ion-ion mineral (kalsium dan fosfor).  Ion-ion tersebut akan dilepaskan ke dalam darah dan berfungsi membantu dalam pengaturan kadar kalsium darah.




KELAINAN  BENTUK  TULANG  BELAKANG
Kelainan bentuk tulang belakang dapat terjadi karena pola duduk yang tidak benar. Beberapa diantaranya menyebabkan:
1. Lordosis.
Bentuk tulang belakang yang melengkung ke depan
2. Kifosis.
Bentuk tulang belakang melengkung ke belakang
3. Skoliosis.
Bentuk tulang belakang melengkung ke kiri atau ke kanan.
Pola hidup sehat dengan memakan makanan yang kaya akan kalsium, vitamin D, dan fosfat, serta berolah raga secara teratur dapat membantu meningkatkan kepadatan tulang, mencegah osteoporosis (pengeroposan tulang) dan osteoartritis (penyakit nyeri pada persendian).

KUIS  SISTEM RANGKA
Pilihlah jawaban yang paling tepat dari soal-soal berikut ini:
1. Sistem tubuh yang berfungsi sebagai penyangga, pemberi bentuk tubuh,dan alat gerak pasif adalah …
A. otot
B. rangka
C. saraf
D. pencernaan

2. Tulang penyusun lengan bawah adalah …
A. tulang sternum dan belikat
B. tulang tibia dan fibula
C. tulang radius dan ulna
D. tulang skapula dan belikat

3. Tulang rahang atas disebut …
A. Mandibula
B. Patela
C. Zigomatik
D. Maksila

4. Tulang tempurung lutut disebut juga …
A. Skapula
B. Phalanges
C. Patela
D. Kalkaneum

5. Tulang pipi disebut juga …
A. Frontal
B. Parietal
C. Zigomatik
D. Nasal

6. Tulang kering disebut juga …
A. Femur
B. Tibia
C. Fibula
D. Patela

7. Sendi peluru terdapat pada bagian …
A. Tengkorak
B. Bahu
C. Siku
D. Ibu jari

8. Sendi mati terdapat pada bagian …
A. Tengkorak
B. Bahu
C. Siku
D. Ibu jari

9. Sendi engsel terdapat pada bagian
A. Tengkorak
B. Bahu
C. Siku
D. Ibu jari

10. Sendi pelana terdapat pada bagian …
A. Tengkorak
B. Bahu
C. Siku
D. Ibu jari


SISTEM OTOT
Semua pergerakan tubuh kita melibatkan otot.  Otot merupakan alat gerak aktif.  Otot berfungsi membentuk tubuh, sebagai alat pergerakan, menjaga kestabilan persendian,dan memproduksi panas tubuh.  Dalam kehidupan sehari-hari,kita mengenal otot sebagai daging.  Otot merupakan jaringan yang terdiri dari sel-sel otot.
Otot manusia dibentuk oleh tiga macam tipe otot, yaitu:
A. Otot polos
B. Otot lurik
C. Otot jantung

A. Otot polos.




Otot polos merupakan otot yang gerakannya dipengaruhi oleh saraf otonom (tidak sadar), berbentuk gelondong, ujungnya meruncing, berinti satu terletak ditengah sel, bekerja lambat dan teratur. Otot polos terdapat pada dinding usus, pembuluh darah, saluran kelamin, dinding rahim, dan saluran ekskresi.

B. Otot lurik/otot rangka.




Otot lurik melekat pada rangka sehingga disebut otot rangka. Gerakannya dipengaruhi oleh saraf sadar, batasan sel-selnya tidak jelas, berbentuk silindris, memiliki banyak inti di tepi sel, dan terdapat bagian terang gelap (lurik) karena adanya protein otot (aktin dan meiosin). Otot rangka menempel pada tulang dengan perantaraan urat (tendon). Jika tendon melekat pada tulang yang bergerak disebut insersi, sedangkan jika melekat pada tulang yang tidak dapat bergerak disebut origo.
Otot lurik mampu menggerakan tulang karena dapat berkontraksi (memendek) dan memanjang (relaksasi).
C. Otot jantung.




Otot jantung terletak di jantung. Berbentuk silindris yang bercabang-cabang dan memiliki inti di tengah serabut.  Gerakan otot jantung dipengaruhi oleh saraf tidak sadar (otonom). Otot ini secara khusus hanya membentuk organ jantung.

KERJA OTOT
Otot bekerja karena memiliki kemampuan untuk mengkerut (kontraksi) dan mengembang kembali (relaksasi). Otot akan berkontraksi bila ada rangsang yang mengenai sel otot tersebut. Kerja otot dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:
1. Otot antagonis.
Otot antagonis bekerja secara berlawanan. Contohnya antara lain:
a.  Gerakan otot ekstensor (meluruskan) pada otot bisep dan gerakan otot fleksor (membengkokkan) pada otot trisep.
b.  Gerakan otot abduktor (menjauhi badan) dan otot adduktor (mendekati badan) pada gerakan tangan kesamping badan
c.  Gerakan otot supinator (menengadahkan) dan otot pronator (menelungkup) pada gerakan tangan menelungkup dan menengadah
d.  Gerakan otot depressor (menurunkan) dan otot elevator (menaikkan) pada gerakan mengangkat bahu ke atas
2. Otot sinergis.
Otot sinergis bekerja secara bersama-sama (mengerut dan berkontraksi). Contohnya otot leher pada waktu memutar kepala.

BAGIAN-BAGIAN OTOT
Suatu otot terdiri atas bagian-bagian antara lain:
a. tendon
b. serabut otot
c. epimisium
d. perimisium
e. endomisium
f. fascicle
g. serabut otot
i. nukleus
j. miofibril
k. sarkomer
l. aktin
m. miosin

KELOMPOK  OTOT
Otot menyusun sekitar 40 % dari berat badan seseorang. Terdapat empat kelompok otot tubuh antara lain:
a. otot kepala dan leher
b. otot badan
c. otot anggota pergerakan atas
d. otot anggota pergerakan bawah


KUIS  SISTEM  OTOT
Pilihan ganda. Pilihlah jawaban yang paling tepat dari soal-soal berikut:
1. Tipe otot yang terdapat pada dinding usus adalah…
A. otot lurik
B. otot jantung
C. otot polos
D. otot rangka

2. Tipe otot yang berfungsi membantu pergerakan tulang adalah…
A. otot lurik
B. otot jantung
C. otot polos
D. origo

3. Tipe otot yang bekerja dipengaruhi oleh saraf sadar adalah …
A. otot lurik
B. otot jantung
C. otot polos
D. tendon

4. Otot antagonis bekerja secara …
A. bersama-sama
B. berlawanan
C. berkontraksi
D. berelaksasi

5. Otot sinergis bekerja secara …
A. bersama-sama
B. berlawanan
C. berkontraksi
D. berelaksasi

6. Tipe otot yang memiliki inti di tepi sel adalah …
A. otot lurik
B. otot jantung
C. otot polos
D. origo

7. Otot fleksor dan otot ekstensor bekerja secara …
A. sinergis
B. antagonis
C. bersamaan
D. tidak sadar

8. Sel otot yang tidak memiliki daerah gelap terang terdapat pada …
A. jantung
B. pembuluh darah
C. otot bisep
D. otot trisep

9. Tipe otot yang memiliki banyak cabang adalah …
A. otot lurik
B. otot jantung
C. otot polos
D. origo

10.Otot bisep dan otot lengan bawah bekerja secara …
A. sinergis
B. antagonis
C. berlawanan
D. tidak sadar

ISTILAH
abduktor                      : (gerakan otot) menjauhi badan
adduktor                      : (gerakan otot) mendekati badan
aktin                 : protein otot
aksial                : sumbu tubuh
aksis                 : tulang pemutar
arthritis             : radang sendi
amfiartrosis       : sendi kaku,memungkinka sedikit pergeseran
apendikuler       : anggota gerak atas dan bawah
depressor         : (gerakan otot) menurunkan
diartrosis          : sendi gerak
diafise               : bagian tengah tulang
coccyx             : tulang ekor
elevator                        : (gerakan otot) menaikkan
ekstensor          : (gerakan otot) meluruskan
endomisium      : jaringan ikat yang membungkus satuan serabut otot
epifise               : bagian ujung tulang
epimisium         : jaringan ikat yang membungkus otot
ethmoid                        : tulang tapis
fasial                 : tulang bagian wajah
femur                : tulang paha
fibula                : tulang betis
fleksor              : (gerakan otot) membengkokkan
fontanela                       : daerah lunak, terdapat pada kepala bayi
frontal               : tulang dahi
humerus                        : tulang lengan atas
ilium                 : tulang usus
inkus                : tulang landasan
ischium             : tulang duduk
karpal               : tulang pergelangan tangan
kartilago                       : tulang rawan
kifosis               : tulang belakang melengkung ke depan
klavikula                       : tulang selangka
kondrosit                      : sel-sel tulang rawan
kontraksi                      : gerakan otot memendek
kranial              : tulang bagian kepala
lakrimal                        : tulang air mata
ligamen             : berkas-berkas jaringan penghubung
lordosis                        : tulang belakang melengkung ke depan
maksila             : tulang rahang atas
maleus              : tulang martil
meiosin             : protein otot
mandibula         : tulang rahang bawah
metafise                        : bagian diantara epifise dan diafise
metakarpal       : tulang telapak tangan
metatarsal         : tulang telapak kaki
miofibril                        : struktur yang terdapat di dalam sel otot
nasal                 : hidung, tulang hidung
nukleus             : inti sel
osifikasi                        : proses pembentukan tulang
osipital              : tulang kepala belakang
osteoartritis       : penyakit radang sendi
osteon              : sel-sel tulang keras
osteoblas          : sel tulang muda/sel pembentuk tulang
osteogenesis     : proses pembentukan tulang
osteoklas          : sel perombak tulang
osteoporosis     : pengeroposan tulang
osteosit             : sel tulang yang telah matang
parietal             : tulang ubun-ubun
patela               : tulang tempurung lutut
pelvis                : tulang gelang panggul
perimisium        : jaringan ikat yang membungkus kumpulan serabut otot
periosteum        : jaringan ikat yang membungkus sel tulang
pronator                       : (gerakan otot) menelungkup
pubis                : tulang kemaluan
phalanges         : tulang-tulang jari tangan atau kaki
radius               : tulang pengumpil
relaksasi                       : gerakan otot memanjang
ribs                   : tulang rusuk
sakrum             : tulang kelangkang
saraf otonom    : saraf tidak sadar
sarkomer          : unit dasar kontraksi otot
sinartrosis         : sendi mati/tidak dapat bergerak
sinovial             : cairan pelumas pada persendian
sistem havers    : satu kesatuan osteon
skoliosis                       : tulang belakang melengkung ke kiri/kanan
skapula                         : tulang belikat
sphenoid                       : tulang baji
stapes               : tulang sanggurdi
sternum                        : tulang dada
supinator          : (gerakan otot) menengadah
tarsal                : tulang pergelangan kaki
temporal                       : tulang pelipis
tibia                  : tulang tibia
ulna                  : tulang hasta
vertebra                        : tulang belakang
vertebra lumbar            : tulang belakang bagian pinggang
vertebra serviks            : tulang belakang bagian leher
vertebra toraks : tulang belakang bagin dada
vomer               : tulang langit-langit
zigomatik          : tulang pipi
»»  READMORE...

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Polimerisasi

Polimerisasi adalah reaksi pembentukan rantai polimer organik yang panjang dan berulang. Polimerisasi digolongkan ke beberapa sistem: sistem adisi-kondensasi dan sistem pertumbuhan rantai bertahap. Bentuk lain dari polimerisasi adalah polimerisasi membuka cincin yang serupa dengan polimerisasi rantai.
Dua jenis utama dari reaksi polimerisasi adalah polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Jenis reaksi yang monomernya mengalami perubahan reaksi tergantung pada strukturnya. Suatu polimer adisi memiliki atom yang sama seperti monomer dalam unit ulangnya, sedangkan polimer kondensasi mengandung atom-atom yang lebih sedikit karena terbentuknya produk sampingan selama berlangsungnya proses polimerisasi.
Klasifikasi polimer

Meskipun istilah polimer lebih populer menunjuk kepada plastik, tetapi polimer sebenarnya terdiri dari banyak kelas material alami dan sintetik dengan sifat dan kegunaan yang beragam. Bahan polimer alami seperti shellac dan amber telah digunakan selama beberapa abad. Kertas diproduksi dari selulosa, sebuah polisakarida yang terjadi secara alami yang ditemukan dalam tumbuhan. Biopolimer seperti protein dan asam nukleat memainkan peranan penting dalam proses biologi.

Berdasarkan sumbernya

1. Polimer alami : kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut
2. Polimer sintetis
1. Tidak terdapat secara alami: nylon, poliester, polipropilen, polistiren
2. Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis
3. Polimer alami yang dimodifikasi: seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya)

Berdasarkan jumlah rantai karbonnya

1. 1 ~ 4 Gas (LPG, LNG)
2. 5 ~ 11 Cair (bensin)
3. 9 ~ 16 Cairan dengan viskositas rendah
4. 16 ~ 25 Cairan dengan viskositas tinggi (oli, gemuk)
5. 25 ~ 30 Padat (parafin, lilin)
6. 1000 ~ 3000 Plastik (polistiren, polietilen, dll)

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul kecil menjadi molekul besar. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut :
M CnH2n panah Cm+nH2(m+n)
Contoh polimerisasi yaitu penggabungan senyawa isobutena dengan senyawa isobutana menghasilkan bensin berkualitas tinggi, yaitu isooktana.
polimerisasi
Dua jenis utama dari reaksi polimerisasi adalah polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.
Polimer Adisi
Reaksi pembentukan teflon dari monomer-monomernya tetrafluoroetilen, disebut reaksi adisi. Perhatikan Gambar 7 yang menunjukkan bahwa monomer etilena mengandung ikatan rangkap dua, sedangkan di dalam polietilena tidak terdapat ikatan rangkap dua.
gbr110
Gambar 7. Monomer etilena mengalami reaksi adisi membentuk polietilena yang digunakan sebagai tas plastik, pembungkus makanan, dan botol. Pasangan elektron ekstra dari ikatan rangkap dua pada tiap monomer etilena digunakan untuk membentuk suatu ikatan baru menjadi monomer yang lain
Menurut jenis reaksi adisi ini, monomer-monomer yang mengandung ikatan rangkap dua saling bergabung, satu monomer masuk ke monomer yang lain, membentuk rantai panjang. Produk yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi adisi mengandung semua atom dari monomer awal. Berdasarkan Gambar 7, yang dimaksud polimerisasi adisi adalah polimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasi disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi dari monomer­monomernya yang membentuk ikatan tunggal. Dalam reaksi ini tidak disertai terbentuknya molekul-molekul kecil seperti H2O atau NH3.
Contoh lain dari polimer adisi diilustrasikan pada Gambar 8. Suatu film plastik yang tipis terbuat dari monomer etilen dan permen karet dapat dibentuk dari monomer vinil asetat.
gbr24
Gambar 8. Polietilen dan polivinil asetat adalah contoh polimer yang dibuat melalui polimerisasi adisi.
Dalam reaksi polimerisasi adisi, umumnya melibatkan reaksi rantai. Mekanisme polimerisasi adisi dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu:
gbr32
Sebagai contoh mekanisme polimerisasi adisi dari pembentukan polietilena
a) Inisiasi, untuk tahap pertama ini dimulai dari penguraian inisiator dan adisi molekul monomer pada salah satu radikal bebas yang terbentuk. Bila kita nyatakan radikal bebas yang terbentuk dari inisiator sebagai R’, dan molekul monomer dinyatakan dengan CH2 = CH2, maka tahap inisiasi dapat digambarkan sebagai berikut:
gbr4
b) Propagasi, dalam tahap ini terjadi reaksi adisi molekul monomer pada radikal monomer yang terbentuk dalam tahap inisiasi
gbr5
Bila proses dilanjutkan, akan terbentuk molekul polimer yang besar, dimana ikatan rangkap C= C dalam monomer etilena akan berubah menjadi ikatan tunggal C – C pada polimer polietilena
gbr6
c) Terminasi, dapat terjadi melalui reaksi antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal mula-mula yang terbentuk dari inisiator (R’) CH2 – CH2 + R � CH2 – CH2- R atau antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal polimer lainnya, sehingga akan membentuk polimer dengan berat molekul tinggi R-(CH2)n-CH2° + °CH2-(CH2)n-R’ � R-(CH2)n-CH2CH2-(CH2)n-R’ Beberapa contoh polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisi dan reaksinya antara lain.

* Polivinil klorida

n CH2 = CHCl → [ - CH2 - CHCl - CH2 - CHCl - ]n Vinil klorida polivinil klorida

* Poliakrilonitril

n CH2 = CHCN → [ - CH2 - CHCN - ]n

* Polistirena


gbr7
Polimer Kondensasi
Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3, atau HCl.
Di dalam jenis reaksi polimerisasi yang kedua ini, monomer-monomer bereaksi secara adisi untuk membentuk rantai. Namun demikian, setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya suatu molekul kecil – biasanya air – dari atom-atom monomer. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harus mempunyai dua gugus fungsional sehingga dapat menambahkan pada tiap ujung ke unit lainnya dari rantai tersebut. Jenis reaksi polimerisasi ini disebut reaksi kondensasi.
Dalam polimerisasi kondensasi, suatu atom hidrogen dari satu ujung monomer bergabung dengan gugus-OH dari ujung monomer yang lainnya untuk membentuk air. Reaksi kondensasi yang digunakan untuk membuat satu jenis nilon ditunjukkan pada Gambar 9 dan Gambar 10.
gbr81

Gambar 9. Kondensasi terhadap dua monomer yang berbeda yaitu 1,6 – diaminoheksana dan asam adipat yang umum digunakan untuk membuat jenis nylon. Nylon diberi nama menurut jumlah atom karbon pada setiap unit monomer. Dalam gambar ini, ada enam atom karbon di setiap monomer, maka jenis nylon ini disebut nylon 66.
gbr91


Gambar 10. Pembuatan Nylon 66 yang sangat mudah di laboratorium.
Contoh lain dari reaksi polimerisasi kondensasi adalah bakelit yang bersifat keras, dan dracon, yang digunakan sebagai serat pakaian dan karpet, pendukung pada tape – audio dan tape – video, dan kantong plastik.
Monomer yang dapat mengalami reaksi polimerisasi secara kondensasi adalah monomer-monomer yang mempunyai gugus fungsi, seperti gugus -OH; -COOH; dan NH3
»»  READMORE...

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Elektrokimia I : Penyetaraan Reaksi Redoks dan Sel Volta

Dalam tulisan ini, kita akan mempelajari dasar-dasar reaksi redoks, mempelajari cara menyetarakan reaksi redoks dengan metode perubahan bilangan oksidasi dan metode setengah reaksi, serta mempelajari seluk-beluk tentang sel volta dan aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari.

Reaksi Redoks adalah reaksi yang didalamnya terjadi perpindahan elektron secara berurutan dari satu spesies kimia ke spesies kimia lainnya, yang sesungguhnya terdiri atas dua reaksi yang berbeda, yaitu oksidasi (kehilangan elektron) dan reduksi (memperoleh elektron). Reaksi ini merupakan pasangan, sebab elektron yang hilang pada reaksi oksidasi sama dengan elektron yang diperoleh pada reaksi reduksi. Masing-masing reaksi (oksidasi dan reduksi) disebut reaksi paruh (setengah reaksi), sebab diperlukan dua setengah reaksi ini untuk membentuk sebuah reaksi dan reaksi keseluruhannya disebut reaksi redoks.
Ada tiga definisi yang dapat digunakan untuk oksidasi, yaitu kehilangan elektron, memperoleh oksigen, atau kehilangan hidrogen. Dalam pembahasan ini, kita menggunakan definisi kehilangan elektron. Sementara definisi lainnya berguna saat menjelaskan proses fotosintesis dan pembakaran.
Oksidasi adalah reaksi dimana suatu senyawa kimia kehilangan elektron selama perubahan dari reaktan menjadi produk. Sebagai contoh, ketika logam Kalium bereaksi dengan gas Klorin membentuk garam Kalium Klorida (KCl), logam Kalium kehilangan satu elektron yang kemudian akan digunakan oleh klorin. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
K —–> K+ + e-
Ketika Kalium kehilangan elektron, para kimiawan mengatakan bahwa logam Kalium itu telah teroksidasi menjadi kation Kalium.
Seperti halnya oksidasi, ada tiga definisi yang dapat digunakan untuk menjelaskan reduksi, yaitu memperoleh elektron, kehilangan oksigen, atau memperoleh hidrogen. Reduksi sering dilihat sebagai proses memperoleh elektron. Sebagai contoh, pada proses penyepuhan perak pada perabot rumah tangga, kation perak direduksi menjadi logam perak dengan cara memperoleh elektron. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Ag+ + e- ——> Ag
Ketika mendapatkan elektron, para kimiawan mengatakan bahwa kation perak telah tereduksi menjadi logam perak.
Baik oksidasi maupun reduksi tidak dapat terjadi sendiri, harus keduanya. Ketika elektron tersebut hilang, sesuatu harus mendapatkannya. Sebagai contoh, reaksi yang terjadi antara logam seng dengan larutan tembaga (II) sulfat dapat dinyatakan dalam persamaan reaksi berikut :
Zn(s) + CuSO4(aq) ——> ZnSO4(aq) + Cu(s)
Zn(s) + Cu2+(aq) ——> Zn2+(aq) + Cu(s) (persamaan ion bersih)
Sebenarnya, reaksi keseluruhannya terdiri atas dua reaksi paruh :
Zn(s) ——> Zn2+(aq) + 2e-
Cu2+(aq) + 2e- ——> Cu(s)
Logam seng kehilangan dua elektron, sedangkan kation tembaga (II) mendapatkan dua elektron yang sama. Logam seng teroksidasi. Tetapi, tanpa adanya kation tembaga (II), tidak akan terjadi suatu apa pun. Kation tembaga (II) disebut zat pengoksidasi (oksidator). Oksidator menerima elektron yang berasal dari spesies kimia yang telah teroksidasi.

Sementara kation tembaga (II) tereduksi karena mendapatkan elektron. Spesies yang memberikan elektron disebut zat pereduksi (reduktor). Dalam hal ini, reduktornya adalah logam seng. Dengan demikian, oksidator adalah spesies yang tereduksi dan reduktor adalah spesies yang teroksidasi. Baik oksidator maupun reduktor berada di ruas kiri (reaktan) persamaan redoks.
Elektrokimia adalah salah satu dari cabang ilmu kimia yang mengkaji tentang perubahan bentuk energi listrik menjadi energi kimia dan sebaliknya. Proses elektrokimia melibatkan reaksi redoks. Proses transfer elektron akan menghasilkan sejumlah energi listrik. Aplikasi elektrokimia dapat diterapkan dalam dua jenis sel, yaitu sel volta dan sel elektrolisis. Sebelum membahas kedua jenis sel tersebut, kita terlebih dahulu akan mempelajari metode penyetaraan reaksi redoks.
Persamaan reaksi redoks biasanya sangat kompleks, sehingga metode penyeteraan reaksi kimia biasa tidak dapat diterapkan dengan baik. Dengan demikian, para kimiawan mengembangkan dua metode untuk menyetarakan persamaan redoks. Salah satu metode disebut metode perubahan bilangan oksidasi (PBO), yang berdasarkan pada perubahan bilangan oksidasi yang terjadi selama reaksi. Metode lain, disebut metode setengah reaksi (metode ion-elektron). Metode ini melibatkan dua buah reaksi paruh, yang kemudian digabungkan menjadi reaksi redoks keseluruhan.
Berikut ini penjelasan sekilas tentang metode setengah reaksi : persamaan redoks yang belum setara diubah menjadi persamaan ion dan kemudian dipecah menjadi dua reaksi paruh, yaitu reaksi oksidasi dan reaksi reduksi; setiap reaksi paruh ini disetarakan dengan terpisah dan kemudian digabungkan untuk menghasilkan ion yang telah disetarakan; akhirnya, ion-ion pengamat kembali dimasukkan ke persamaan ion yang telah disetarakan, mengubah reaksi menjadi bentuk molekulnya.
Sebagai contoh, saya akan menjelaskan langkah-langkah untuk menyetarakan persamaan redoks berikut :
Fe2+(aq) + Cr2O72-(aq) ——> Fe3+(aq) + Cr3+(aq)
1. Menuliskan persamaan reaksi keseluruhan
Fe2+ + Cr2O72- ——> Fe3+ + Cr3+
2. Membagi reaksi menjadi dua reaksi paruh
Fe2+ ——> Fe3+
Cr2O72- ——> Cr3+
3. Menyetarakan jenis atom dan jumlah atom dan muatan pada masing-masing setengah reaksi; dalam suasana asam, tambahkan H2O untuk menyetarakan atom O dan H+ untuk menyetarakan atom H
Fe2+ ——> Fe3+ + e-
6 e- + 14 H+ + Cr2O72- ——> 2 Cr3+ + 7 H2O
4. Menjumlahkan kedua setengah reaksi; elektron pada kedua sisi harus saling meniadakan; jika oksidasi dan reduksi memiliki jumlah elektron yang berbeda, maka harus disamakan terlebih dahulu
6 Fe2+ ——> 6 Fe3+ + 6 e- ……………… (1)
6 e- + 14 H+ + Cr2O72- ——> 2 Cr3+ + 7 H2O ……………… (2)
6 Fe2+ + 14 H+ + Cr2O72- ——> 6 Fe3+ + 2 Cr3+ + 7 H2O ………………… [(1) + (2)]
5. Mengecek kembali dan yakin bahwa kedua ruas memiliki jenis atom dan jumlah atom yang sama, serta memiliki muatan yang sama pada kedua ruas persamaan reaksi
Untuk reaksi yang berlangsung dalam suasana basa, tambahkan ion OH- dalam jumlah yang sama dengan ion H+ pada masing-masing ruas untuk menghilangkan ion H+. Persamaan reaksi tersebut berubah menjadi sebagai berikut :
6 Fe2+ + 14 H+ + 14 OH- + Cr2O72- ——> 6 Fe3+ + 2 Cr3+ + 7 H2O + 14 OH-
6 Fe2+ + 14 H2O + Cr2O72- ——> 6 Fe3+ + 2 Cr3+ + 7 H2O + 14 OH-
6 Fe2+ + 7 H2O + Cr2O72- ——> 6 Fe3+ + 2 Cr3+ + 14 OH-
Berikut ini adalah contoh lain penyelesaian penyetaraan persamaan reaksi redoks :
Cu(s) + HNO3(aq) ——> Cu(NO3)2(aq) + NO(g) + H2O(l)
1. Mengubah reaksi redoks yang belum disetarakan menjadi bentuk ion
Cu + H+ + NO3- ——> Cu2+ + 2 NO3- + NO + H2O
2. Menentukan bilangan oksidasi dan menuliskan dua setengah reaksi (oksidasi dan reduksi) yang menunjukkan spesies kimia yang telah mengalami perubahan bilangan oksidasi
Cu ——> Cu2+
NO3- ——> NO
3. Menyetarakan semua atom, dengan pengecualian untuk oksigen dan hidrogen
Cu ——> Cu2+
NO3- ——> NO
4. Menyetarakan atom oksigen dengan menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan oksigen
Cu ——> Cu2+
NO3- ——> NO + 2 H2O
5. Menyetarakan atom hidrogen dengan menambahkan H+ pada ruas yang kekurangan hidrogen
Cu ——> Cu2+
4 H+ + NO3- ——> NO + 2 H2O
6. Menyetarakan muatan ion pada setiap ruas setengah reaksi dengan menambahkan elektron
Cu ——> Cu2+ + 2 e-
3 e- + 4 H+ + NO3- ——> NO + 2 H2O
7. Menyetarakan kehilangan elektron dengan perolehan elektron antara kedua setengah reaksi
3 Cu ——> 3 Cu2+ + 6 e-
6 e- + 8 H+ + 2 NO3- ——> 2 NO + 4 H2O
8. Menggabungkan kedua reaksi paruh tersebut dan menghilangkan spesi yang sama di kedua sisi; elektron selalu harus dihilangkan (jumlah elektron di kedua sisi harus sama)
3 Cu ——> 3 Cu2+ + 6 e- …………………….. (1)
6 e- + 8 H+ + 2 NO3 ——> 2 NO + 4 H2O …………………….. (2)
3 Cu + 8 H+ + 2 NO3- ——> 3 Cu2+ + 2 NO + 4 H2O …………………………….. [(1) + (2)]
9. Mengubah persamaan reaksi kembali ke bentuk molekulnya dengan menambahkan ion pengamat
3 Cu + 8 H+ + 2 NO3- + 6 NO3- ——> 3 Cu2+ + 2 NO + 4 H2O + 6 NO3-
3 Cu + 8 HNO3 ——> 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
10. Memeriksa kembali untuk meyakinkan bahwa semua atomnya telah setara, semua muatannya telah setara, dan semua koefisiennya ada dalam bentuk bilangan bulat terkecil
Metode lain yang digunakan dalam menyetarakan persamaan reaksi redoks adalah metode perubahan bilangan oksidasi (PBO). Saya akan menjelaskan langkah-langkah penyetaraan reaksi redoks dengan metode PBO melalu contoh berikut :
MnO4-(aq) + C2O42-(aq) ——> Mn2+(aq) + CO2(g)
1. Menentukan bilangan oksidasi masing-masing unsur
MnO4- + C2O42- ——> Mn2+ + CO2
+7 -2 +3 -2 +2 +4 -2
2. Menentukan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi serta besarnya perubahan bilangan oksidasi
Mn mengalami perubahan bilangan oksidasi dari +7 menjadi +2; besarnya perubahan bilangan oksidasi (Δ) sebesar 5
C mengalami perubahan bilangan oksidasi dari +3 menjadi +4; besarnya perubahan bilangan okisdasi (Δ) sebesar 1
3. Mengalikan perubahan bilangan oksidasi (Δ) dengan jumlah atom yang mengalami perubahan bilangan oksidasi
Mn : Δ = 5 x 1 = 5
C : Δ = 1 x 2 = 2
4. Menyamakan jumlah atom yang mengalami perubahan bilangan oksidasi pada masing-masing ruas
MnO4- + C2O42- ——> Mn2+ + 2 CO2
5. Menyamakan perubahan bilangan oksidasi (Δ); bilangan pengali dijadikan sebagai koefisien reaksi baru
Mn dikalikan 2 dan C dikalikan 5, sehingga Δ kedua unsur sama, yaitu sebesar 10
2 MnO4- + 5 C2O42- ——> 2 Mn2+ + 10 CO2
6. Dalam tahap ini, reaksi hampir selesai disetarakan; selanjutnya atom O dapat disetarakan dengan menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan atom O; sementara untuk menyetarakan atom H, gunakan H+
16 H+ + 2 MnO4- + 5 C2O42- ——> 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O
7. Memeriksa kembali untuk meyakinkan bahwa semua atomnya telah setara, semua muatannya telah setara, dan semua koefisiennya ada dalam bentuk bilangan bulat terkecil
Untuk reaksi yang berlangsung dalam suasana basa, tambahkan ion OH- dalam jumlah yang sama dengan ion H+ pada masing-masing ruas untuk menghilangkan ion H+. Persamaan reaksi tersebut berubah menjadi sebagai berikut :
16 OH- + 16 H+ + 2 MnO4- + 5 C2O42- ——> 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O + 16 OH-
16 H2O + 2 MnO4- + 5 C2O42- ——> 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O + 16 OH-
8 H2O + 2 MnO4- + 5 C2O42- ——> 2 Mn2+ + 10 CO2 + 16 OH-
Selanjutnya, saya akan kembali memberikan sebuah contoh penyelesaian persamaan reaksi redoks dengan metode PBO :
MnO(s) + PbO2(s) + HNO3(aq) ——> HMnO4(aq) + Pb(NO3)2(aq) + H2O(l)
1. Mengubah reaksi redoks yang belum disetarakan menjadi bentuk ion
MnO + PbO2 + H+ + NO3‑ ——> H+ + MnO4- + Pb2+ + 2 NO3- + H2O
2. Menentukan bilangan oksidasi masing-masing unsur
MnO + PbO2 + H+ + NO3‑ ——> H+ + MnO4- + Pb2+ + 2 NO3- + H2O
+2 -2 +4 -2 + 1 +5 -2 +1 +7 -2 +2 +5 -2 +1 -2
3. Menuliskan kembali semua unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi; ion pengamat tidak disertakan
MnO + PbO2 ——> MnO4- + Pb2+
+2 -2 +4 -2 +7 -2 +2
4. Menentukan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi serta besarnya perubahan bilangan oksidasi
Mn mengalami perubahan bilangan oksidasi dari +2 menjadi +7; besarnya perubahan bilangan oksidasi (Δ) sebesar 5
Pb mengalami perubahan bilangan oksidasi dari +4 menjadi +2; besarnya perubahan bilangan okisdasi (Δ) sebesar 2
5. Mengalikan perubahan bilangan oksidasi (Δ) dengan jumlah atom yang mengalami perubahan bilangan oksidasi
Mn : Δ = 5 x 1 = 5
Pb : Δ = 2 x 1 = 2
6. Menyamakan jumlah atom yang mengalami perubahan bilangan oksidasi pada masing-masing ruas
MnO + PbO2 ——> MnO4- + Pb2+
7. Menyamakan perubahan bilangan oksidasi (Δ); bilangan pengali dijadikan sebagai koefisien reaksi baru
Mn dikalikan 2 dan Pb dikalikan 5, sehingga Δ kedua unsur sama, yaitu sebesar 10
2 MnO + 5 PbO2 ——> 2 MnO4- + 5 Pb2+
8. Dalam tahap ini, reaksi hampir selesai disetarakan; selanjutnya atom O dapat disetarakan dengan menambahkan H2O pada ruas yang kekurangan atom O; sementara untuk menyetarakan atom H, gunakan H+
8 H+ + 2 MnO + 5 PbO2 ——> 2 MnO4- + 5 Pb2+ + 4 H2O
9. Mengubah persamaan reaksi kembali ke be ntuk molekulnya dengan menambahkan ion pengamat
10 NO3- + 2 H+ + 8 H+ + 2 MnO + 5 PbO2 ——> 2 MnO4- + 5 Pb2+ + 4 H2O + 2 H+ + 10 NO3-
2 MnO + 5 PbO2 + 10 HNO3 ——> 2 HMnO4 + 5 Pb(NO3)2 + 4 H2O
10. Memeriksa kembali untuk meyakinkan bahwa semua atomnya telah setara, semua muatannya telah setara, dan semua koefisiennya ada dalam bentuk bilangan bulat terkecil
Pada pembahasan sebelumnya, kita telah mengetahui bahwa saat sepotong logam seng dicelupkan ke dalam larutan tembaga (II) sulfat, akan terjadi reaksi redoks. Logam seng akan teroksidasi menjadi ion Zn2+, sementara ion Cu2+ akan tereduksi menjadi logam tembaga yang menutupi permukaan logam seng. Persamaan untuk reaksi ini adalah sebagai berikut :
Zn(s) + Cu2+(aq) ——> Zn2+(aq) + Cu(s)
Ini merupakan contoh perpindahan elektron langsung. Logam seng memberikan dua elektron (menjadi teroksidasi) ke ion Cu2+ yang menerima kedua elektron tersebut (mereduksinya menjadi logam tembaga). Logam tembaga akan melapisi permukaan logam seng.
Seandainya kedua reaksi paruh tersebut dapat dipisahkan, sehingga ketika logam seng teroksidasi, elektron akan dilepaskan dan dialirkan melalui kawat penghantar untuk mencapai ion Cu2+ (perpindahan elektron tidak langsung), kita akan mendapatkan sesuatu yang bermanfaat. Selama reaksi kimia berlangsung, akan terjadi aliran elektron yang menghasilkan energi listrik. Peralatan yang dapat mengubah energi kimia (reaksi redoks) menjadi arus listrik (aliran elektron = energi listrik) dikenal dengan Sel Volta atau Sel Galvani.
Salah satu contoh sel volta yang sering digunakan para kimiawan adalah Sel Daniell. Sel volta ini menggunakan reaksi antara logam Zn dan ion Cu2+ untuk menghasilkan listrik. Sel Daniell diberi nama menurut penemunya, John Frederic Daniell, seorang kimiawan Inggris yang menemukannya pada tahun 1836).
Pada Sel Daniell, sepotong logam seng dimasukkan ke dalam larutan seng (II) sulfat, ZnSO4(aq), pada satu wadah. Sementara, sepotong logam tembaga juga dimasukkan ke dalam larutan tembaga (II) sulfat, CuSO4(aq), pada wadah lainnya. Potongan logam tersebut disebut elektroda yang berfungsi sebagai ujung akhir atau penampung elektron. Kawat penghantar akan menghubungkan elektroda-elektrodanya. Selanjutnya, rangkaian sel dilengkapi pula dengan jembatan garam. Jembatan garam, biasanya berupa tabung berbentuk U yang terisi penuh dengan larutan garam pekat, memberikan jalan bagi ion untuk bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya untuk menjaga larutan agar muatan listriknya tetap netral.
Sel Daniell bekerja atas dasar prinsip reaksi redoks. Logam seng teroksidasi dan membebaskan elektron yang mengalir melalui kawat menuju elektroda tembaga. Selanjutnya, elektron tersebut digunakan oleh ion Cu2+ ­yang mengalami reduksi membentuk logam tembaga. Ion Cu2+ dari larutan tembaga (II) sulfat akan melapisi elektroda tembaga, sedangkan elektroda seng semakin berkurang (habis). Kation-kation di dalam jembatan garam berpindah ke wadah yang mengandung elektroda tembaga untuk menggantikan ion tembaga yang semakin habis. Sebaliknya, anion-anion pada jembatan garam berpindah ke sisi elektroda seng, yang menjaga agar larutan yang mengandung ion Zn2+ tetap bermuatan listrik netral.
Elektroda seng disebut anoda, yaitu elektroda yang menjadi tempat terjadinya reaksi oksidasi. Oleh karena anoda melepaskan elektron, maka anoda kaya akan elektron sehingga diberi tanda negatif (kutub negatif). Sementara, elektroda tembaga disebut katoda, yaitu elektroda yang menjadi tempat terjadinya reaksi reduksi. Oleh karena katoda menerima elektron, maka katoda kekurangan elektron sehingga diberi tanda positif (kutub positif).
Reaksi yang terjadi pada masing-masing elektroda (reaksi setengah sel) adalah sebagai berikut :
Anoda (-) : Zn(s) ——> Zn2+(aq) + 2e- ……………………. (1)
Katoda (+) : Cu2+(aq) + 2e- ——> Cu(s) ……………………. (2)
Reaksi Sel : Zn(s) + Cu2+(aq) ——> Zn2+(aq) + Cu(s) …………………………… [(1) + (2)]
Munculnya arus listrik (aliran elektron) yang terjadi dari anoda menuju katoda disebabkan oleh perbedaan potensial elektrik antara kedua elektroda tersebut. Melalui percobaan, perbedaan potensial elektrik antara katoda dan anoda dapat diukur dengan voltmeter dan hasilnya berupa potensial standar sel (E°sel). Semakin besar perbedaan potensial elektrik, semakin besar pula arus listrik dan potensial standar sel yang dihasilkan.
Reaksi yang terjadi pada sel volta dapat dinyatakan dalam bentuk yang lebih ringkas, yaitu notasi sel. Sesuai dengan kesepakatan, reaksi oksidasi dinyatakan di sisi kiri, sementara reaksi reduksi dinyatakan di sisi kanan. Notasi sel untuk Sel Daniell adalah sebagai berikut :
Zn(s) / Zn2+(aq) // Cu2+(aq) / Cu(s)
Saat konsentrasi ion Cu2+ dan Zn2+ masing-masing 1 M, terlihat pada voltmeter bahwa besarnya potensial standar sel (E°sel) bagi Sel Daniell adalah 1,10 V pada suhu 25°C. Oleh karena reaksi sel merupakan hasil penjumlahan dari dua reaksi setengah sel, maka potensial standar sel merupakan hasil penjumlahan dari dua potensial standar setengah sel. Pada Sel Daniell, potensial standar sel merupakan hasil penjumlahan potensial elektroda Cu dan Zn. Dengan mengetahui potensial standar dari masing-masing elektroda, kita dapat menentukan besarnya potensial standar sel lain yang terbentuk. Potensial yang digunakan dalam pemahasan ini adalah potensial standar reduksi.
Potensial standar reduksi masing-masing elektroda dapat ditentukan dengan membandingkannya terhadap elektroda standar (acuan), yaitu elektroda hidrogen standar (SHE = Standard Hydrogen Electrode). Keadaan standar yang dimaksud adalah saat tekanan gas H2 sebesar 1 atm, konsentrasi larutan ion H+ sebesar 1 M, dan dan pengukuran dilakukan pada suhu 25°C. Sesuai dengan kesepakatan, SHE memiliki potensial standar reduksi sebesar nol (E°red SHE = 0).
2 H+ (1 M) + 2 e- ——> H2 (1 atm) E°­red = 0 V
SHE dapat digunakan untuk menentukan besarnya potensial standar reduksi (E°red) elektroda lainnya. Dengan demikian, kita dapat menyusun suatu daftar yang berisi urutan nilai E°­red elektroda-elektroda, dari yang terkecil (paling negatif) hingga yang terbesar (paling positif). Susunan elektroda-elektroda tersebut di kenal dengan istilah Deret Volta (deret kereaktifan logam).
Li – K – Ba – Sr – Ca – Na – Mg – Al – Mn – Zn – Cr – Fe – Cd – Co – Ni – Sn – Pb – H+ – Cu – Ag – Hg – Pt – Au
Logam-logam yang terletak di sisi kiri H+ memiliki E°red bertanda negatif. Semakin ke kiri, nilai E°red semakin kecil (semakin negatif). Hal ini menandakan bahwa logam-logam tersebut semakin sulit mengalami reduksi dan cenderung mengalami oksidasi. Oleh sebab itu, kekuatan reduktor akan meningkat dari kanan ke kiri. Sebaliknya, logam-logam yang terletak di sisi kanan H+ memiliki E°red bertanda positif. Semakin ke kanan, nilai E°red semakin besar (semakin positif). Hal ini berarti bahwa logam-logam tersebut semakin mudah mengalami reduksi dan sulit mengalami oksidasi. Oleh sebab itu, kekuatan oksidator akan meningkat dari kiri ke kanan. Singkat kata, logam yang terletak disebelah kanan relatif terhadap logam lainnya, akan mengalami reduksi. Sementara, logam yang terletak di sebelah kiri relatif terhadap logam lainnya, akan mengalami oksidasi. Logam yang terletak disebelah kiri relatif terhadap logam lainnya mampu mereduksi ion logam menjadi logam (mendesak ion dari larutannya menjadi logam). Sebaliknya, logam yang terletak di sebelah kanan relatif terhadap logam lainnya mampu mengoksidasi logam menjadi ion logam (melarutkan logam menjadi ion dalam larutannya).
Sebagai contoh, kita ingin merangkai sebuah sel volta dengan menggunakan elektroda Fe dan Ni. Berdasarkan susunan logam pada deret volta, logam Fe terletak di sebelah kiri relatif terhadap logam Ni. Hal ini menandakan bahwa logam Ni lebih mudah tereduksi dibandingkan logam Fe. Akibatnya, dalam sel volta, elektroda Ni berfungsi sebagai katoda, sedangkan elektroda Fe berfungsi sebagai anoda. Reaksi yang terjadi pada sel volta adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : Ni2+ + 2 e- ——> Ni ……………………. (1)
Anoda (-) : Fe ——> Fe2+ + 2 e- ……………………. (2)
Reaksi Sel : Fe + Ni2+ ——> Fe2+ + Ni …………………………………… [(1) + (2)]
Notasi Sel : Fe / Fe2+ // Ni2+ / Ni
Sesuai dengan kesepakatan, potensial sel (E°sel) merupakan kombinasi dari E°red katoda dan E°red anoda, yang ditunjukkan melalui persamaan berikut :
E°sel = E° katoda – E° anoda
Potensial reduksi standar (E°red) masing-masing elektroda dapat dilihat pada Tabel Potensial Standar Reduksi. Dari tabel, terlihat bahwa nilai E°red Fe adalah sebesar -0,44 V. Sementara nilai E°red Ni adalah sebesar -0,25 V. Dengan demikian, nilai E°sel Fe/Ni adalah sebagai berikut :
E°sel = -0,25 – (-0,44) = +0,19 V
Suatu reaksi redoks dapat berlangsung spontan apabila nilai E°sel positif. Reaksi tidak dapat berlangsung spontan apabila nilai E°sel negatif. Reaksi yang dapat berlangsung spontan justru adalah reaksi kebalikannya.
Apabila larutan tidak dalam keadaan standar, maka hubungan antara potensial sel (Esel) dengan potensial sel standar (E°sel) dapat dinyatakan dalam persamaan Nerst berikut ini :
E sel = E°sel – (RT/nF) ln Q
Pada suhu 298 K (25°C), persamaan Nerst berubah menjadi sebagai berikut :
E sel = E°sel – (0,0257/n) ln Q
E sel = E°sel – (0,0592/n) log Q
Esel = potensial sel pada keadaan tidak standar
E°sel = potensial sel pada keadaan standar
R = konstanta gas ideal = 8,314 J/mol.K
T = suhu mutlak (K) [dalam hal ini, kita menggunakan temperatur kamar, 25°C atau 298 K]
n = jumlah mol elektron yang terlibat dalam redoks
F = konstanta Faraday = 96500 C/F
Q = rasio konsentrasi ion produk terhadap konsentrasi ion reaktan
Selama proses reaksi redoks berlangsung, elektron akan mengalir dari anoda menuju katoda. Akibatnya, konsentrasi ion reaktan akan berkurang, sebaliknya konsentrasi ion produk akan bertambah. Nilai Q akan meningkat, yang menandakan bahwa nilai Esel akan menurun. Pada saat reaksi mencapai kesetimbangan, aliran elektron akan terhenti. Akibatnya, Esel = 0 dan Q = K (K= konstanta kesetimbangan kimia). Dengan demikian, konstanta kesetimbangan kimia (K) dapat ditentukan melalui sel volta.
Melalui pembahasan persamaan Nerst, dapat terlihat bahwa besarnya potensial sel dipengaruhi oleh konsentrasi. Dengan demikian, kita dapat merakit sel volta yang tersusun dari dua elektroda yang identik, tetapi masing-masing memiliki konsentrasi ion yang berbeda. Sel seperti ini dikenal dengan istilah Sel Konsentrasi.
Sebagai contoh, sel konsentrasi dengan elektroda Zn, masing-masing memiliki konsentrasi ion seng sebesar 1,0 M dan 0,1 M. Larutan yang relatif pekat akan mengalami reduksi, sementara larutan yang lebih encer mengalami oksidasi. Potensial standar sel (E°sel) untuk sel konsentrasi adalah nol (0). Reaksi yang terjadi pada sel konsentrasi Zn adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : Zn2+ (1,0 M) + 2 e- ——> Zn …………………….. (1)
Anoda (-) : Zn ——> Zn2+ (0,1 M) + 2 e‑ …………………….. (2)
Reaksi Sel : Zn2+ (1,0 M) ——> Zn2+ (0,1 M) …………………………….. [(1) + (2)]
Notasi Sel : Zn / Zn2+ (0,1 M) // Zn2+ (1,0 M) / Zn
Potensial sel konsentrasi dapat diperoleh melalui persamaan Nerst berikut :
E sel = E°sel – (0,0257/2) ln ([Zn2+] encer / [Zn2+] pekat)
E sel = 0 – (0,0257/2) ln [(0,1] / [1,0])
E sel = 0,0296 volt

Potensial sel konsentrasi umumnya relatif kecil dan semakin berkurang selama proses reaksi berlangsung. Reaksi akan terus berlangsung hingga kedua wadah mencapai keadaan konsentrasi ion sama. Apabila konsentrasi ion kedua wadah telah sama, Esel = 0 dan aliran elektron terhenti.
Aplikasi pengetahuan sel volta dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu contoh aplikasi sel volta adalah penggunaan batu baterai. Baterai adalah sel galvani, atau gabungan dari beberapa sel galvani , yang dapat digunakan sebagai sumber arus listrik. Beberapa jenis baterai yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain :
1. The Dry Cell Battery
Dikenal dengan istilah sel Leclanche atau batu baterai kering. Pada batu baterai kering, logam seng berfungsi sebagai anoda. Katodanya berupa batang grafit yang berada di tengah sel. Terdapat satu lapis mangan dioksida dan karbon hitam mengelilingi batang grafit dan pasta kental yang terbuat dari amonium klorida dan seng (II) klorida yang berfungsi sebagai elektrolit. Potensial yang dihasilkan sekitar 1,5 volt.
Reaksi selnya adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : 2 NH4+(aq) + 2 MnO2(s) + 2 e- ——> Mn2O3(s) + 2 NH3(aq) + H2O(l) ……………… (1)
Anoda (-) : Zn(s) ——> Zn2+(aq) + 2 e- …………….. (2)
Reaksi Sel : 2 NH4+(aq) + 2 MnO2(s) + Zn(s) ——> Mn2O3(s) + 2 NH3(aq) + H2O(l) + Zn2+(aq) …………….. [(1) + (2)]
Pada batu baterai kering alkalin (baterai alkalin), amonium klorida yang bersifat asam pada sel kering diganti dengan kalium hidroksida yang bersifat basa (alkalin). Dengan bahan kimia ini, korosi pada bungkus logam seng dapat dikurangi.
2. The Mercury Battery
Sering digunakan pada dunia kedokteran dan industri elektronik. Sel merkuri mempunyai struktur menyerupai sel kering. Dalam baterai ini, anodanya adalah logam seng (membentuk amalgama dengan merkuri), sementara katodanya adalah baja (stainless steel cylinder). Elektrolit yang digunakan dalam baterai ini adalah merkuri (II) Oksida, HgO. Potensial yang dihasilkan sebesar 1,35 volt.
Reaksi selnya adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : HgO(s) + H2O(l) + 2 e- ——> Hg(l) + 2 OH-(aq) …………………… (1)
Anoda (-) : Zn(Hg) + 2 OH-(aq) ——> ZnO(s) + H2O(l) + 2 e‑ ………………….. (2)
Reaksi sel : Zn(Hg) + HgO(s) ——> ZnO(s) + Hg(l) ………………………. [(1) + (2)]
3. The Lead Storage Battery
Dikenal dengan sebutan baterai mobil atau aki/accu. Baterai penyimpan plumbum (timbal) terdiri dari enam sel yang terhubung secara seri. Anoda pada setiap sel adalah plumbum (Pb), sedangkan katodanya adalah plumbum dioksida (PbO2). Elektroda dicelupkan ke dalam larutan asam sulfat (H2SO4).
Reaksi selnya pada saat pemakaian aki adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : PbO2(s) + 4 H+(aq) + SO42-(aq) + 2 e- ——> PbSO4(s) + 2 H2O(l) ………………… (1)
Anoda (-) : Pb(s) + SO42-(aq) ——> PbSO4(s) + 2 e- …………………………… (2)
Reaksi sel : PbO2(s) + Pb(s) + 4 H+(aq) + 2 SO42-(aq) ——> 2 PbSO4(s) + 2 H2O(l) ……………………. [(1) + (2)]
Pada kondisi normal, masing-masing sel menghasilkan potensial sebesar 2 volt. Dengan demikian, sebuah aki dapat menghasilkan potensial sebesar 12 volt. Ketika reaksi diatas terjadi, kedua elektroda menjadi terlapisi oleh padatan plumbum (II) sulfat, PbSO4, dan asam sulfatnya semakin habis.
Semua sel galvani menghasilkan listrik sampai semua reaktannya habis, kemudian harus dibuang. Hal ini terjadi pada sel kering dan sel merkuri. Namun, sel aki dapat diisi ulang (rechargeable), sebab reaksi redoksnya dapat dibalik untuk menghasilkan reaktan awalnya. Reaksi yang terjadi saat pengisian aki merupakan kebalikan dari reaksi yang terjadi saat pemakaian aki.
4. The Lithium-Ion Battery
Digunakan pada peralatan elektronik, seperti komputer, kamera digital, dan telepon seluler. Baterai ini memiliki massa yang ringan sehingga bersifat portable. Potensial yang dihasilkan cukup besar, yaitu sekitar 3,4 volt. Anodanya adalah Li dalam grafit, sementara katodanya adalah oksida logam transisi (seperti CoO2). Elektrolit yang digunakan adalah pelarut organik dan sejumlah garam organik.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : Li+(aq) + CoO2(s) + e- ——> LiCoO2(s) ………………. (1)
Anoda : Li(s) ——> Li+ (aq) + e- ………………. (2)
Reaksi sel : Li(s) + CoO2(s) ——> LiCoO2(s) ……………………. [(1) + (2)]
5. Fuel Cell
Dikenal pula dengan istilah sel bahan bakar. Sebuah sel bahan bakar hidrogen-oksigen yang sederhana tersusun atas dua elektroda inert dan larutan elektrolit, seperti kalium hidroksida. Gelembung gas hidrogen dan oksigen dialirkan pada masing-masing elektroda. Potensial yang dihasilkan adalah sebesar 1,23 volt.
Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : O2(g) + 2 H2O(l) +4 e- ——> 4 OH-(aq) ………………..(1)
Anoda (-) : 2 H2(g) + 4 OH-(aq) ——> 4 H2O(l) + 4 e- ……………………… (2)
Reaksi sel : O2(g) + 2 H2(g) ——> 2 H2O(l) ………………. [(1) + (2)]
Korosi adalah persitiwa teroksidasinya besi membentuk karat besi (Fe2O3.xH2O). Korosi besi disebabkan oleh beberapa faktor, seperti adanya air, gas oksigen, dan asam. Karat besi dapat mengurangi kekuatan besi. Oleh karena itu, korosi besi harus dicegah.
Korosi merupakan salah satu reaksi redoks yang tidak diharapkan. Reaksi yang terjadi selama proses korosi adalah sebagai berikut :
Katoda (+) : O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e- ——> 2 H2O(l) ……………………… (1)
Anoda (-) : 2 Fe(s) ——> 2 Fe2+(aq) + 4 e- ………………. (2)
Reaksi sel : 2 Fe(s) + O2(g) + 4 H+(aq) ——> 2 Fe2+(aq) + 2 H2O(l) …………….. [(1) + (2)]
E°sel = +1,67 volt
Ion Fe2+ akan teroksidasi kembali oleh sejumlah gas oksigen menghasilkan ion Fe3+ (karat besi). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
4 Fe2+(aq) + O2(g) + (4+2x) H2O(l) ——> 2 Fe2O3.xH2O(s) + 8 H+(aq)
Untuk melindung logam besi dari proses korosi, beberapa metode proteksi dapat diterapkan, antara lain :
1. Melapisi permukaan logam besi dengan lapisan cat
2. Melapisi permukaan logam besi dengan lapisan minyak (gemuk)
3. Melapisi permukaan logam besi dengan oksida inert (seperti Cr2O3 atau Al2O3)
4. Proteksi Katodik (Pengorbanan Anoda)
Suatu metode proteksi logam besi dengan menggunakan logam-logam yang lebih reaktif dibandingkan besi (logam-logam dengan E°red lebih kecil dari besi), seperti seng dan magnesium. Dengan metode ini, logam-logam yang lebih reaktif tersebut akan teroksidasi, sehingga logam besi terhindar dari peristiwa oksidasi. Oleh karena logam pelindung, dalam hal ini “mengorbankan diri” untuk melindungi besi, maka logam tersebut harus diganti secara berkala.
5. Melapisi permukaan logam besi dengan logam lain yang inert terhadap korosi
Metode ini menggunakan logam-logam yang kurang reaktif dibandingkan besi (logam-logam dengan E°red lebih besar dari besi), seperti timah dan tembaga. Pelapisan secara sempurna logam inert pada permukaan logam besi dapat mencegah kontak besi dengan agen penyebab korosi (air, asam, dan gas oksigen). Akan tetapi, apabila terdapat cacat atau terkelupas (tergores), akan terjadi percepatan korosi.

Elektrokimia II : Sel Elektrolisis
Dalam tulisan ini, kita akan mempelajari tentang reaksi-reaksi sel elektrolisis (aspek kualitatif). Kemudian kita akan menghitung massa endapan logam dan volume gas yang dihasilkan dari reaksi elektrolisis (aspek kuantitatif). Kita juga akan mempelajari pengaruh besarnya arus listrik terhadap kuantitas produk elektrolisis yang dihasilkan.
Sel Elektrolisis adalah sel yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan reaksi redoks yang diinginkan dan digunakan secara luas di dalam masyarakat kita. Baterai aki yang dapat diisi ulang merupakan salah satu contoh aplikasi sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari (lihat Elektrokimia I : Penyetaraan Reaksi Redoks dan Sel Volta). Baterai aki yang sedang diisi kembali (recharge) mengubah energi listrik yang diberikan menjadi produk berupa bahan kimia yang diinginkan. Air, H2O, dapat diuraikan dengan menggunakan listrik dalam sel elektrolisis. Proses ini akan mengurai air menjadi unsur-unsur pembentuknya. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2 H2O(l) ——> 2 H2(g) + O2(g)
Rangkaian sel elektrolisis hampir menyerupai sel volta. Yang membedakan sel elektrolisis dari sel volta adalah, pada sel elektrolisis, komponen voltmeter diganti dengan sumber arus (umumnya baterai). Larutan atau lelehan yang ingin dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah. Selanjutnya, elektroda dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis. Elektroda yang digunakan umumnya merupakan elektroda inert, seperti Grafit (C), Platina (Pt), dan Emas (Au). Elektroda berperan sebagai tempat berlangsungnya reaksi. Reaksi reduksi berlangsung di katoda, sedangkan reaksi oksidasi berlangsung di anoda. Kutub negatif sumber arus mengarah pada katoda (sebab memerlukan elektron) dan kutub positif sumber arus tentunya mengarah pada anoda. Akibatnya, katoda bermuatan negatif dan menarik kation-kation yang akan tereduksi menjadi endapan logam. Sebaliknya, anoda bermuatan positif dan menarik anion-anion yang akan teroksidasi menjadi gas. Terlihat jelas bahwa tujuan elektrolisis adalah untuk mendapatkan endapan logam di katoda dan gas di anoda.
Ada dua tipe elektrolisis, yaitu elektrolisis lelehan (leburan) dan elektrolisis larutan. Pada proses elektrolisis lelehan, kation pasti tereduksi di katoda dan anion pasti teroksidasi di anoda. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi elektrolisis lelehan garam NaCl (yang dikenal dengan istilah sel Downs) :
Katoda (-) : 2 Na+(l) + 2 e- ——> 2 Na(s) ……………….. (1)
Anoda (+) : 2 Cl-(l) Cl2(g) + 2 e- ……………….. (2)
Reaksi sel : 2 Na+(l) + 2 Cl-(l) ——> 2 Na(s) + Cl2(g) ……………….. [(1) + (2)]
Reaksi elektrolisis lelehan garam NaCl menghasilkan endapan logam natrium di katoda dan gelembung gas Cl2 di anoda. Bagaimana halnya jika lelehan garam NaCl diganti dengan larutan garam NaCl? Apakah proses yang terjadi masih sama? Untuk mempelajari reaksi elektrolisis larutan garam NaCl, kita mengingat kembali Deret Volta (lihat Elektrokimia I : Penyetaraan Reaksi Redoks dan Sel Volta).
Pada katoda, terjadi persaingan antara air dengan ion Na+. Berdasarkan Tabel Potensial Standar Reduksi, air memiliki E°red yang lebih besar dibandingkan ion Na+. Ini berarti, air lebih mudah tereduksi dibandingkan ion Na+. Oleh sebab itu, spesi yang bereaksi di katoda adalah air. Sementara, berdasarkan Tabel Potensial Standar Reduksi, nilai E°red ion Cl- dan air hampir sama. Oleh karena oksidasi air memerlukan potensial tambahan (overvoltage), maka oksidasi ion Cl- lebih mudah dibandingkan oksidasi air. Oleh sebab itu, spesi yang bereaksi di anoda adalah ion Cl-. Dengan demikian, reaksi yang terjadi pada elektrolisis larutan garam NaCl adalah sebagai berikut :
Katoda (-) : 2 H2O(l) + 2 e- ——> H2(g) + 2 OH-(aq) ……………….. (1)
Anoda (+) : 2 Cl-(aq) ——> Cl2(g) + 2 e- ……………….. (2)
Reaksi sel : 2 H2O(l) + 2 Cl-(aq) ——> H2(g) + Cl2(g) + 2 OH-(aq) ……………………. [(1) + (2)]
Reaksi elektrolisis larutan garam NaCl menghasilkan gelembung gas H2 dan ion OH­‑ (basa) di katoda serta gelembung gas Cl2 di anoda. Terbentuknya ion OH- pada katoda dapat dibuktikan dengan perubahan warna larutan dari bening menjadi merah muda setelah diberi sejumlah indikator fenolftalein (pp). Dengan demikian, terlihat bahwa produk elektrolisis lelehan umumnya berbeda dengan produk elektrolisis larutan.
Selanjutnya kita mencoba mempelajari elektrolisis larutan Na2SO4. Pada katoda, terjadi persaingan antara air dan ion Na+. Berdasarakan nilai E°red, maka air yang akan tereduksi di katoda. Di lain sisi, terjadi persaingan antara ion SO42- dengan air di anoda. Oleh karena bilangan oksidasi S pada SO4-2 telah mencapai keadaan maksimumnya, yaitu +6, maka spesi SO42- tidak dapat mengalami oksidasi. Akibatnya, spesi air yang akan teroksidasi di anoda. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :
Katoda (-) : 4 H2O(l) + 4 e- ——> 2 H2(g) + 4 OH-(aq) ……………….. (1)
Anoda (+) : 2 H2O(l) ——> O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e- ……………….. (2)
Reaksi sel : 6 H2O(l) ——> 2 H2(g) + O2(g) + 4 H+(aq) + 4 OH-(aq) …………………….. [(1) + (2)]
6 H2O(l) ——> 2 H2(g) + O2(g) + 4 H2O(l) …………………. [(1) + (2)]
2 H2O(l) ——> 2 H2(g) + O2(g) …………………….. [(1) + (2)]
Dengan demikian, baik ion Na+ maupun SO42-, tidak bereaksi. Yang terjadi justru adalah peristiwa elektrolisis air menjadi unsur-unsur pembentuknya. Hal yang serupa juga ditemukan pada proses elektrolisis larutan Mg(NO3)2 dan K2SO4.
Bagaimana halnya jika elektrolisis lelehan maupun larutan menggunakan elektroda yang tidak inert, seperti Ni, Fe, dan Zn? Ternyata, elektroda yang tidak inert hanya dapat bereaksi di anoda, sehingga produk yang dihasilkan di anoda adalah ion elektroda yang larut (sebab logam yang tidak inert mudah teroksidasi). Sementara, jenis elektroda tidak mempengaruhi produk yang dihasilkan di katoda. Sebagai contoh, berikut adalah proses elektrolisis larutan garam NaCl dengan menggunakan elektroda Cu :
Katoda (-) : 2 H2O(l) + 2 e- ——> H2(g) + 2 OH-(aq) …………………….. (1)
Anoda (+) : Cu(s) ——> Cu2+(aq) + 2 e- …………………….. (2)
Reaksi sel : Cu(s) + 2 H2O(l) ——> Cu2+(aq) + H2(g) + 2 OH-(aq) …………………….. [(1) + (2)]
Dari pembahasan di atas, kita dapat menarik beberapa kesimpulan yang berkaitan dengan reaksi elektrolisis :

1. Baik elektrolisis lelehan maupun larutan, elektroda inert tidak akan bereaksi; elektroda tidak inert hanya dapat bereaksi di anoda
2. Pada elektrolisis lelehan, kation pasti bereaksi di katoda dan anion pasti bereaksi di anoda
3. Pada elektrolisis larutan, bila larutan mengandung ion alkali, alkali tanah, ion aluminium, maupun ion mangan (II), maka air yang mengalami reduksi di katoda
4. Pada elektrolisis larutan, bila larutan mengandung ion sulfat, nitrat, dan ion sisa asam oksi, maka air yang mengalami oksidasi di anoda

Salah satu aplikasi sel elektrolisis adalah pada proses yang disebut penyepuhan. Dalam proses penyepuhan, logam yang lebih mahal dilapiskan (diendapkan sebagai lapisan tipis) pada permukaan logam yang lebih murah dengan cara elektrolisis. Baterai umumnya digunakan sebagai sumber listrik selama proses penyepuhan berlangsung. Logam yang ingin disepuh berfungsi sebagai katoda dan lempeng perak (logam pelapis) yang merupakan logam penyepuh berfungsi sebagai anoda. Larutan elektrolit yang digunakan harus mengandung spesi ion logam yang sama dengan logam penyepuh (dalam hal ini, ion perak). Pada proses elektrolisis, lempeng perak di anoda akan teroksidasi dan larut menjadi ion perak. Ion perak tersebut kemudian akan diendapkan sebagai lapisan tipis pada permukaan katoda. Metode ini relatif mudah dan tanpa biaya yang mahal, sehingga banyak digunakan pada industri perabot rumah tangga dan peralatan dapur.
Setelah kita mempelajari aspek kualitatif reaksi elektrolisis, kini kita akan melanjutkan dengan aspek kuantitatif sel elektrolisis. Seperti yang telah disebutkan di awal, tujuan utama elektrolisis adalah untuk mengendapkan logam dan mengumpulkan gas dari larutan yang dielektrolisis. Kita dapat menentukan kuantitas produk yang terbentuk melalui konsep mol dan stoikiometri.
Satuan yang sering ditemukan dalam aspek kuantitatif sel elektrolisis adalah Faraday (F). Faraday didefinisikan sebagai muatan (dalam Coulomb) mol elektron. Satu Faraday equivalen dengan satu mol elektron. Demikian halnya, setengah Faraday equivalen dengan setengah mol elektron. Sebagaimana yang telah kita ketahui, setiap satu mol partikel mengandung 6,02 x 1023 partikel. Sementara setiap elektron mengemban muatan sebesar 1,6 x 10-19 C. Dengan demikian :
1 Faraday = 1 mol elektron = 6,02 x 1023 partikel elektron x 1,6 x 10-19 C/partikel elektron 1 Faraday = 96320 C (sering dibulatkan menjadi 96500 C untuk mempermudah perhitungan)
Hubungan antara Faraday dan Coulomb dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
Faraday = Coulomb / 96500
Coulomb = Faraday x 96500
Coulomb adalah satuan muatan listrik. Coulomb dapat diperoleh melalui perkalian arus listrik (Ampere) dengan waktu (detik). Persamaan yang menunjukkan hubungan Coulomb, Ampere, dan detik adalah sebagai berikut :
Coulomb = Ampere x Detik
Q = I x t
Dengan demikian, hubungan antara Faraday, Ampere, dan detik adalah sebagai berikut :
Faraday = (Ampere x Detik) / 96500
Faraday = (I x t) / 96500
Dengan mengetahui besarnya Faraday pada reaksi elektrolisis, maka mol elektron yang dibutuhkan pada reaksi elektrolisis dapat ditentukan. Selanjutnya, dengan memanfaatkan koefisien reaksi pada masing-masing setengah reaksi di katoda dan anoda, kuantitas produk elektrolisis dapat ditemukan.
Berikut ini adalah beberapa contoh soal aspek kuantitatif sel elektrolisis :
1. Pada elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektroda inert dihasilkan gas oksigen sebanyak 5,6 L pada STP. Berapakah jumlah listrik dalam Coulomb yang dialirkan pada proses tersebut?
Penyelesaian :
Reaksi elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektroda inert adalah sebagai berikut :
Katoda (-) : Ag+ + e- ——> Ag
Anoda (+) : 2 H2O(l) ——> O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e-
Gas O2 terbentuk di anoda. Mol gas O2 yang terbentuk sama dengan 5,6 L / 22,4 L = ¼ mol O2
Berdasarkan persamaan reaksi di anoda, untuk menghasilkan ¼ mol gas O2, maka jumlah mol elektron yang terlibat adalah sebesar 4 x ¼ = 1 mol elektron.
1 mol elektron = 1 Faraday = 96500 C
Jadi, jumlah listrik yang terlibat adalah sebesar 96500 C
2. Unsur Fluor dapat diperoleh dengan cara elektrolisis lelehan NaF. Berapakah waktu yang diperlukan untuk mendapatkan 15 L gas fluorin ( 1 mol gas mengandung 25 L gas) dengan arus sebesar 10 Ampere?
Penyeleasian :
Reaksi elektrolisis lelehan NaF adalah sebagai berikut :
K (-) : Na+(l) + e- ——> Na(s)
A (-) : 2 F-(l) ——> F2(g) + 2 e-
Gas F2 terbentuk di anoda. Mol gas F2 yang terbentuk adalah sebesar 15 L / 25 L = 0,6 mol F2
Berdasarkan persamaan reaksi di anoda, untuk menghasilkan 0,6 mol gas F2, akan melibatkan mol elektron sebanyak 2 x 0,6 = 1,2 mol elektron
1,2 mol elektron = 1,2 Faraday
Waktu yang diperlukan dapat dihitung melalui persamaan berikut :
Faraday = (Ampere x Detik) / 96500
1,2 = (10 x t) / 96500
t = 11850 detik = 3,22 jam
Jadi, diperlukan waktu selama 3,22 jam untuk menghasilkan 15 L gas fluorin
3. Arus sebesar 0,452 A dilewatkan pada sel elektrolisis yang mengandung lelehan CaCl2 selama 1,5 jam. Berapakah jumlah produk yang dihasilkan pada masing-masing elektroda?
Penyelesaian :
Reaksi elektrolisis lelehan CaCl2 adalah sebagai berikut :
K (-) : Ca2+(l) + 2 e- ——> Ca(s)
A (+) : 2 Cl-(l) ——> Cl2(g) + 2 e-
Mol elektron yang terlibat dalam reaksi ini dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Faraday = (Ampere x Detik) / 96500
Faraday = (0,452 x 1,5 x 3600) / 96500 mol elektron
Berdasarkan persamaan reaksi di katoda, mol Ca yang dihasilkan adalah setengah dari mol elektron yang terlibat. Dengan demikian, massa Ca yang dihasilkan adalah :
Massa Ca = mol Ca x Ar Ca
Massa Ca = ½ x (0,452 x 1,5 x 3600) / 96500 x 40 = 0,506 gram Ca
Berdasarkan persamaan reaksi di anoda, mol gas Cl2 yang dihasilkan adalah setengah dari mol elektron yang terlibat. Dengan demikian, volume gas Cl2 (STP) yang dihasilkan adalah :
Volume gas Cl2 = mol Cl2 x 22,4 L
Volume gas Cl2 = ½ x (0,452 x 1,5 x 3600) / 96500 x 22.4 L = 0,283 L gas Cl2
Jadi, produk yang dihasilkan di katoda adalah 0,506 gram endapan Ca dan produk yang dihasilkan di anoda adalah 0,283 L gas Cl2 (STP)
4. Dalam sebuah percobaan elektrolisis, digunakan dua sel yang dirangkaikan secara seri. Masing-masing sel menerima arus listrik yang sama. Sel pertama berisi larutan AgNO3, sedangkan sel kedua berisi larutan XCl3. Jika setelah elektrolisis selesai, diperoleh 1,44 gram logam Ag pada sel pertama dan 0,12 gram logam X pada sel kedua, tentukanlah massa molar (Ar) logam X tersebut!
Penyelesaian :
Reaksi elektrolisis larutan AgNO3 :
K (-) : Ag+(aq) + e- ——> Ag(s)
A (+) : 2 H2O(l) ——> O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e-
Logam Ag yang dihasilkan sebanyak 1,44 gram; dengan demikian, mol logam Ag yang dihasilkan sebesar 1,44 / 108 mol Ag
Berdasarkan persamaan reaksi di katoda, mol elektron yang dibutuhkan untuk menghasilkan logam Ag sama dengan mol logam Ag (koefisien reaksinya sama)
Sehingga, mol elektron yang digunakan dalam proses elektrolisis ini adalah sebesar 1,44 / 108 mol elektron
Reaksi elektrolisis larutan XCl3 :
K (-) : X3+(aq) + 3 e- ——> X(s)
A (+) : 2 Cl-(l) ——> Cl2(g) + 2 e-
Arus yang sama dialirkan pada sel kedua, sehingga, mol elektron yang digunakan dalam proses elektrolisis ini sama seperti sebelumya, yaitu sebesar 1,44 / 108 mol elektron
Berdasarkan persamaan reaksi di katoda, mol logam X yang dihasilkan sama dengan 1 / 3 kali mol elektron, yaitu sebesar 1 / 3 x 1,44 / 108 mol X
Massa logam X = 0,12 gram; dengan demikian, massa molar (Ar) logam X adalah sebagai berikut:
mol = massa / Ar
Ar = massa / mol
Ar = 0,12 / (1 / 3 x 1,44 / 108) = 27
Jadi, Ar dari logam X adalah 27
»»  READMORE...

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS