Sel Elektrokimia

Semoga Dapat Memberikan manfaat buat kalian semua yang membacanya

Jangan lupa untuk meninggalkan comment ya  :-)

Atau apabila ada pertanyaan seputar mata pelajaran kimia dapat menghubungi Fb saya atau lewat menu “Pertanyaan”.

Terima Kasih ^_^

Tujuan Pembelajaran:

Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan mampu:

  1. Menjelaskan reaksi redoks dan elektrokimia melalui pengamatan dan penafsiran data.
  2. Menuliskan persamaan sel elektrokimia.
  3. Menentukan potensial reduksi pada beberapa reaksi redoks.
  4. Memperkirakan reaksi berlangsung spontan atau tidak berdasarkan harga potensial reduksi.

Sel Elektrokimia

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

 

Sel Volta

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

 

1. Proses

Logam tembaga dicelupkan dalam larutan CuSO4 (1 M) dan logam seng dicelupkan dalam larutan ZnSO4 (1 M). Kedua larutan dihubungkan dengan jembatan garam. Jembatan garam merupakan tabung U yang diisi agar-agar dan garam KCl. Sedangkan kedua elektrode (logam Cu dan logam Zn) dihubungkan dengan alat pe-nunjuk arus yaitu voltmeter. Logam Zn akan melepaskan elektron dan berubah membentuk ion Zn2+ dan bergabung dalam larutan ZnSO4. Elektron mengalir dari elektrode Zn ke elektrode Cu. Ion Cu2+ dalam larutan CuSO4 menerima elektron dan ion tersebut berubah membentuk endapan logam Cu.

Reaksinya dapat digambarkan:

Picture37

Picture36

2. Elektrode pada Sel Volta

Katode :

– Elektrode di mana terjadi reaksi reduksi, berarti logam Cu.

– Dalam sel volta disebut sebagai elektrode positif.

Anode :

– Elektrode di mana terjadi reaksi oksidasi, berarti logam Zn.

– Dalam sel volta disebut sebagai elektrode negatif.

Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Martin S. Silberberg, 2000.

 

3. Potensial Elektrode

Banyaknya arus listrik yang dihasilkan dari kedua elektrode di atas dapat ditentukan besarnya dengan menetapkan potensial elektrode dari Zn dan Cu. Hanya saja potensial elektrode suatu zat tidak mungkin berdiri sendiri, harus ada patokan yang menjadi standar. Sebagai elektrode standar digunakan elektrode hidrogen. Elektrode ini terdiri atas gas hidrogen murni dengan tekanan 1 atm pada suhu 25 ºC yang dialirkan melalui sepotong platina yang tercelup dalam suatu larutan yang mengandung ion H+ sebesar 1 mol/ liter. Potensial elektrode hidrogen standar diberi harga = 0 volt (Eº = 0 volt).

Reaksi:

Picture38

Menurut perjanjian internasional, jika ada suatu zat ternyata lebih mudah

melakukan reduksi dibanding hidrogen, maka harga potensial elektrodenya adalah positif. Potensial reduksinya positif.

Picture39

Tetapi jika zat ternyata lebih mudah melakukan reaksi oksidasi dibanding

hidrogen, maka harga potensial elektrodenya adalah negatif. Dalam hal ini potensial oksidasinya positif, tetapi karena potensial elektrode harus ditulis reduksi berarti potensial reduksinya adalah negatif.

Picture40

Berikut daftar harga potensial elektrode untuk logam-logam yang penting.

Picture41

4. Perhitungan Potensial Sel

Besarnya potensial sel dari suatu reaksi redoks dalam sel volta merupakan

total dari potensial elektrode unsur-unsur sesuai dengan reaksinya. Dalam hal ini, hasil perhitungan potensial sel bisa positif atau bisa negatif. Jika potensial sel bertanda positif berarti reaksi dapat berlangsung, sedangkan jika potensial sel bertanda negatif berarti reaksi tidak dapat berlangsung.

Picture42

Picture43

Picture44

Picture45

Picture46

5. Perkiraan Berlangsungnya Reaksi

Memperkirakan berlangsungnya suatu reaksi sudah dijelaskan, yaitu dengan menentukan tanda potensial sel. Jika tanda potensial sel positif, maka

reaksi berlangsung dan tanda potensial sel negatif, reaksi tidak berlangsung. Dalam perkiraan berikut ini tidak menggunakan perhitungan, tetapi hanya memperkirakan dari unsur-unsur yang terdapat dalam deret volta.

Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Martin S. Silberberg, 2000.

Picture47

Reaksi ini berlangsung dengan syarat logam L terletak di sebelah kiri dari logam M. Reaksi ini disebut juga reaksi pendesakan dalam deret volta dengan pengertian logam L yang bebas (atomik) di sebelah kiri mendesak logam M yang terikat (bentuk ion/garam) di sebelah kanan. Logam L yang mendesak lebih aktif dibanding logam M yang didesak.

Contoh reaksi berlangsung:

Picture48

Perhatikan logam bebas (atomik) mendesak logam terikat (bentuk ion/ garam). Dalam deret volta semua logam bebas berada di sebelah kiri logam terikat. Jika kelima contoh reaksi di atas dihitung potensial selnya, maka akan bertanda positif.

Contoh reaksi tidak berlangsung:

Picture49

Perhatikan logam bebas (atomik) berada di sebelah kanan logam terikat

(bentuk ion/garam) dalam deret volta. Berarti kelima reaksi di atas tidak berlangsung (tidak terjadi reaksi). Jika dihitung potensial sel, maka akan berharga negatif.

 

6. Kegunaan Sel Volta

Dalam kehidupan sehari-hari, arus listrik yang dihasilkan dari suatu reaksi kimia dalam sel volta banyak kegunaannya, seperti untuk radio,  kalkulator, televisi, kendaraan bermotor, dan lain-lain. Sel volta dalam kehidupan sehari-hari ada dalam bentuk berikut.

a. Sel Baterai

1) Baterai Biasa

Baterai yang sering kita gunakan disebut juga sel kering atau sel Lecanche. Dikatakan sel kering karena jumlah air yang dipakaisedikit (dibatasi). Sel ini terdiri atas:

Anode : Logam seng (Zn) yang dipakai sebagai wadah.

Katode : Batang karbon (tidak aktif).

Elektrolit : Campuran berupa pasta yang terdiri dari MnO2, NH4Cl, dan sedikit air.

Reaksi:

Picture50

2) Baterai Alkaline

Pada baterai alkaline dapat dihasilkan energi dua kali lebih besar dibanding baterai biasa. Sel ini terdiri atas:

Anode : Logam seng (Zn) yang sama seperti baterai biasa digunakan sebagai wadah.

Katode : Oksida mangan (MnO2).

Elektrolit : Kalium hidroksida (KOH).

Reaksi:

Picture51

Picture52

Leave a comment

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s