Kelompok 4

Disusun Oleh:

Fahmawati Fitria

Kisela Anggiani

Yuanita Pratiwi

XII IPA 2

SMAN 74 Jakarta

Membahas tentang elektrokimia dan sel volta

1. Pengertian Sel Elektrokimia

Elektrokimia merupakan ilmu yang mempelajari hubungan antara perubahan(reaksi) kimia dengan kerja listrik, biasanyamelibatkan sel elektrokimia yang menerapkan prinsip reaksi redoks dalamaplikasinya. Sel elektrokimia adalahtempat terjadinya perubahan kimia yang menghasilkan arus listrik atau sebaliknya.

Sel Volta atauSel Galvani

Alessandro Guiseppe Volta

Luigi Galvani

Semakin ke kiri :• Sifat reduktor makin kuat• Semakin mudah teroksidasi

Semakin ke kanan :• Sifat oksidator makin kuat• Semakin mudah tereduksi

Fungsi dari deret logam volta adalah untuk mengetahui apakah reaksitersebut bisa berlangsung spontan atau tidak, jadi unsur yang berada dikiri mampu mereduksi unsur yang berada disebelah kanannya.

Deret Volta

(H)Li K Ba Ca Na Al Zn Cr Cu HgMg AgFe Ni Si Pt Au

Gambar Sel Volta

Pada rangkaian tersebut, logam Zn dilcelupkan dalam larutan ZnSO4 yang mengandung ion Zn+2, sementara sepotong logam tembaga dicelupkandalam larutan CuSO4 yang mengandung ion Cu+2 . logam zink akan larutsambil melepaskan 2 elektron dan membentuk ion Zn+2(aq) dengan reaksiZn(s) Zn+2(aq) + 2eElektron tersebut selanjutnya akan mengalir melalui kawat penghubung, selanjutnya diterima oleh ion Cu+2 untuk membentuk endapan logamtembaga (Cu)Cu+2(aq) + 2e Cu(s)elektroda Cu (katode) semakin bertambah massanya karena berubahmenjadi ion Zn+2 sehingga jumlah ion Zn+2 dalam larutan semakinbertambahPenambahan ion Zn+2 ini tidak sebanding dengan jumlah anion SO4-2 yang tetap. karena ion positif dan negatif tidak seimbang, ion-ion negatifdari jembatan garam akan bergerak ke larutan ZnSO4 untuk menetralkankelebihan ion Zn+2, sedangkan ion-ion positif akan bergerak ke larutanCuSO4 untuk menetralkan kelebihan ion SO4-2 katoda.Ion-ion positif dan negatif yang mengalir ke masing-masing larutan berasaldari jembatan yaitu larutan garam (spt:NaCl atau KCl) yang berfungsiuntuk menetralkan muatan listriknya.Energi listrik yang dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel volta ini berasaldari: elektron yang mengalir dari anoda ke katoda karena adanya prosesoksidasi yang melepaskan elektron.

Potential Elektroda

Potensial Elektroda merupakan ukuranterhadap besarnya kecenderungan suatuunsur untuk melepaskan ataumempertahankan elektron.

Potensial elektroda tergantung pada :

- Jenis Elektroda- Suhu- Konsentrasi ionnya

Perhitungan potensial Sel

E°sel = E°reduksi - E°oksidasi

Reaksi berlangsung spontan jika

E°sel > 0

Contoh:1. Tentukan potensial sel dan notasi sel dari

reaksi

Zn (s) + Cu2+ → Zn2+ + Cu

Diketahui :

Zn → Zn2+ + 2e E°= -0.76 volt

Cu2+ + 2e → Cu E°= +0.34 volt

Jawab:

E°sel Zn(s) +Cu2+ →Zn2+ +Cu = +1.10volt

E°oksidasi Zn → Zn2+ + 2e = -0.76 volt

E°reduksi Cu2+ + 2e → Cu = +0.34 volt

Penulisan Sel Volta dengan Notasi

Misalnya, sel elektrokimia yang tersusun dari elektrode Zn dalam larutan ZnSO4 dan elektrode Cu dalamlarutan CuSO4. Aturan penulisan selnya sebagai berikut.

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

Reaksi pada anode (oksidasi) dituliskan terlebih dahulu (sisikiri) diikuti reaksi pada katode/reduksi (sisi kanan). Keduasisi dipisahkan oleh dua buah garis yang menyatakanrangkaian dalam dan rangkaian luar/ jembatan garam.

Kegunaan Sel Volta

Dalam kehidupan sehari-hari, arus listrik yang dihasilkan dari suatu reaksi kimia dalam selvolta banyak kegunaannya, sepertiuntuk radio, kalkulator, televisi, kendaraanbermotor, dan lain-lain. Sel volta ada yang sekali pakai, ada pula yang dapat diisi ulang. Sel volta yang sekali pakai disebut sel primer, sedangkan sel volta yang dapat diisi ulangdisebut sel sekunder. Sel volta dalamkehidupan sehari-hari ada dalam aki.

Aki (accumulator)

Aki adalah jenis baterai yang banyak digunakanuntuk kendaraan bermotor. Aki menjadi pilihanyang praktis karena dapat menghasilkan listrikyang cukup besar dan dapat diisi kembali.

Sel aki terdiri atas anode Pb (timbel = timahhitam) dan katode PbO2 (timbel (IV) oksida). Keduanya merupakan zat padat, yang dicelupkandalam larutan asam sulfat (lihat gambar 2). Keduaelektrode tersebut, juga hasil reaksinya, tidaklarut dalam larutan asam sulfat sehingga tidakdiperlukan jembatan garam.

Reaksi pengosongan aki:

Tiap sel aki mempunyai beda potensial 2 volt. Aki 12 volt terdiri atas 6 sel yang dihubungkan seri. Aki dapat diisikembali karena hasil-hasil reaksi pengosongan aki tetapmelekat pada kedua elektrode. Pengisian aki dilakukandengan membalik arah aliran elektron pada keduaelektrode. Pada pengosongan aki, anode (Pb) mengirimelektron pada katode. Sebaliknya pada pengisian aki, elektrode Pb dihubungkan dengan kutub negatif sumberarus sehingga PbSO4 yang terdapat pada elektrode Pb itudireduksi. Sementara itu, PbSO4 yang terdapat padaelektrode PbO2 mengalami oksidasi membentuk PbO2.

2. Sel Elektrolisis

Elektrolisis artinya penguraian suatu zat akibat arus listrik. Proses penggunaan aruslistrik untuk menghasilkan reaksi kimia disebutsel elektrolisis. Perbedaan sel elektrolisis dansel volta terletak pada kutub elektrode. Padasel volta, anode (–) dan katode (+), sedangkanpada sel elektrolisis sebaliknya, anode (+) dankatode (–)

Reaksi Dalam Sel Elektrolisis

1. Reaksi pada Katode

Oleh karena katode bermuatan negatif maka padakatodeterjadi reaksi reduksi. Reaksi di katode bergantungjeniskation dalam larutan.a. Kation dapat berasal dari golongan alkali, alkali tanah, Alatau Mn yaitu ion-ion logam yang memiliki elektrodelebih dari kecil atau lebih negatif daripada pelarut (air),sehingga air yang tereduksi.Reaksi yang terjadi dapat dituliskan seperti berikut.2 H2O(l) + 2 e¯ → 2 OH¯(aq) + H2(g)

b. Ion-ion logam yang memiliki E° lebih besar dari-0,83direduksi menjadi logam yang diendapkanpadapermukaan katode.M+ + e¯ → Mc. Ion H+ dari asam direduksi menjadi gas hidrogen (H2)

2 H+(aq) + 2 e¯ → H2(g)d. Apabila di dalam elektrolisis yang dipakaiadalah leburan,maka akan terjadi reaksi seperti berikut.Mn2+ + e¯ → M

2. Reaksi pada AnodeOleh karena anode bermuatan positif maka padaanodeterjadi reaksi oksidasi.a. Ion-ion sisa asam oksi, misalnya SO42¯ dan NO3¯ tidakteroksidasi maka yang dioksidasi adalah air.2 H2O(l) → 4 H+(aq) + 4 e¯ + O2(g)b. Ion-ion halida yaitu F–, Br–, I¯ dioksidasi menjadihalogen(X2) yaitu F2, Cl2, Br2, I2 dengan reaksi seperti berikut.2 X¯ → X2 + 2 e¯c. Ion OH¯ dari basa yang dioksidasi menjadi gas oksigen(O2).4 OH¯(aq) → 2 H2O(l) + 4 e¯ + O2(g)

3. Bahan Elektrode

a. Apabila dalam reaksi elektrolisismenggunakan elektrodeterbuat dari C, Pt dan Au atau logam inert, maka elektrodetersebut tidak bereaksi.b. Apabila elektrode terbuat dari logam aktifmisal Cu makaanode tersebut akan mengalami oksidasi.Reaksi yang terjadi seperti berikut.M → Mn+ + n e¯

Proses dalam Sel Volta

Pada anoda, logam Zn melepaskan elektron danmenjadi Zn2+ yang larut.

Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-

Pada katoda, ion Cu2+ menangkap elektron danmengendap menjadi logam Cu.

Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)

Hal di atas dapat diketahui dari berkurangnya massalogam Zn setelah reaksi, sedangkan massa logam Cu bertambah. Reaksi total yang terjadi pada sel voltaadalah:

Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)

Gambar Baterai Aki

Reaksi pengisian aki: