7/21/2019 213201110-Elektrokimia

1/9

1

PENDAHULUAN

A.

LATAR BELAKANG

Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari aksi antara sifat-sifat listrik dengan

reaksi kimia. Misalnya perubahan energi kimia menjadi energi listrik pada elemen

elektrokimia, reaksi oksidasi-oksidasi secara spontan pada elemen yang dijadikan

sumber arus listrik, dan perpindahan elektron dan perpindahan elektron dalam larutan

elektrolit dan terjadi pada aki. Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari aksi antara

sifat-sifat listrik dengan reaksi kimia. Misalnya perubahan energi kimia menjadi

energi listrik pada elemen elektrokimia, reaksi oksidasi-oksidasi secara spontan pada

elemen yang dijadikan sumber arus listrik, dan perpindahan elektron dan perpindahan

elektron dalam larutan elektrolit dan terjadi pada aki.

B. Rumusan Masalah

Apa yang dimaksud elektrokimia?

Apakah perbedaan antara sel elektrolisis dan sel volta?

Bagaimana penerapan sel elektrokimia dalam kehidupan sehari-hari?

C.Tujuan dan Manfaat

Dapat mengetahui serta mendalami pengetahuan mengenai elektrokimia.

Dapat menjelaskan mengenai elektrokimia.

Dapat membedakan antara sel elektrolisis dan sel volta

Dapat mengetahui penerapan sel elektrokimia dalam kehidupan sehari-hari.

7/21/2019 213201110-Elektrokimia

2/9

2

PEMBAHASAN

1.

Pengertian Elektrokimia

Elektrokimia merupakan ilmu yang mempelajari hubungan antara perubahan (reaksi)

kimia dengan kerja listrik, biasanya melibatkan sel elektrokimia yang menerapkan

prinsip reaksi redoks dalam aplikasinya.

2. Perbedaan Sel Volta dan Sel Elektrolisis

Sel Volta

Sel Volta (Sel Galvani) adalah sel elektrokimia yang dapat menyebabkan

terjadinya energi listrik dari suatu reaksi redoks yang spontan. Sel Volta ini

ditemukan olehLuigi Galvani danAlessandro Guiseppe Volta.Sel Volta terdiri dari

2 wadah, jembatan garam, anoda, dan katoda. Pada skala laboratorium, sel volta yang

paling sering digunakan adalah Sel Volta Zn Cu di mana jembatan garam yang

digunakan adalah KNO3 + Agar agar atau kertas saring yang dibasahi dengan

larutan NaCl 1 M.

Sel Volta pada kehidupan sehari hari dapat ditemukan pada Aki kendaraan

bermotor di mana elektroda yang digunakan adalah PbSO4 dan Pb serta larutan

penghantar yang digunakan adalah H2SO4. Fungsi sel volta adalah menciptakan suatu

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sel_elektrokimia_%28elektrokimia%29&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_redokshttp://id.wikipedia.org/wiki/Luigi_Galvanihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Alessandro_Guiseppe_Volta&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Alessandro_Guiseppe_Volta&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Luigi_Galvanihttp://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_redokshttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Sel_elektrokimia_%28elektrokimia%29&action=edit&redlink=1

7/21/2019 213201110-Elektrokimia

3/9

3

reaksi kimia spontan sehingga dapat menghasilkan energi listrik dan dapat digunakan

dalam keperluan seharihari yang berhubungan dengan energi listrik.

Suatu zat ketika membentuk kesetimbangan antara fasa padat dan fasa cair akan

memberikan energi spontan yang nilai beda potensialnya dapat diukur dengan

persamaan: G = n F Eo. Dimana G adalah perubahan energi bebas (kJ mol -1), n

adalah mol elektron, F adalah tetapan Faraday (96450 C mol-1), dan Eo adalah

potensial sel standar. Tetapi dalam kenyataannya, nilai potensial sel akan lebih akurat

apabila diukur melalui eksperimen tertentu.

Dalam pembuatan sel volta, anoda (kutub negatif) merupakan logam yang

mengalami oksidasi dan katoda (kutub positif) merupakan logam yang mengalami

reduksi. Larutan penghantar yang paling baik dalam sel ini adalah larutan yang

memiliki ion sejenis dengan elektroda yang digunakan. Hal ini bertujuan agar ketika

elektroda dicelupkan kedalam larutan penghantar, tidak akan terjadi suatu reaksi

kimia yang dapat melarutkan atau mengganti (Displacement Reaction) elektroda

yang digunakan.

Sel Elektrolisis

Sel Elektrolisis merupakan sel elektrokimia yang memiliki konsep berlawanan dengan

konsep Sel Volta. Sel elektrolisis adalah sel yang menggunakan sumber energi listrik

(DC) dari luar sistem sehingga dapat memaksa suatu reaksi nonspontan dapat

berlangsung. Arus listrik yang digunakan tentu adalah arus listrik searah (DC) karena

7/21/2019 213201110-Elektrokimia

4/9

4

kita memerlukan suatu arus elektron yang berjalan satu arah dari kutub negatif ke

kutub positif agar sel elektrolisis dapat berjalan sempurna.

Dalam prakteknya, sel elektrolisis dalam skala pabrik biasa digunakan untuk

pembuatan Aluminium, Natrium, dan unsur unsur murni yang cenderung reaktif

karena unsur unsur reaktif lebih banyak kelimpahannya dalam bentuk senyawa.

Itulah tujuan dasar dari sel elektrolisis. Aplikasi pada skala pabrik yang paling

terkenal di kalangan SMA adalah Sel Hall Heroult, yaitu sel elektrolisis yang

bertujuan untuk menghasilkan Aluminium murni dari bijih alumina (Al2O3). Dalam

kenyataannya (skala pabrik), reaksi pada sel elektrolisis yang digunakan merupakan

reaksi bertahap yang rumit karena tidak semua zat akan langsung terelektrolisis

membentuk bentuk murninya. Misalnya adalah pada elektrolisis bijih emas (Au)

menggunakan larutan sianida (HCN).

Pada sel elektrolisis, berlaku Hukum Faraday I yang intinya berbunyi bahwa

massa produk yang dibentuk pada suatu sel elektrolisis berbanding lurus dengan arus

listrik yang dialirkan pada sel tersebut. Hukum Faraday I dapat dinyatakan dalam

persamaan m = e I t F-1. Dimana m adalah massa zat produk, e adalah massa molar

ekuivalen, I adalah arus listrik dalam Ampere, t adalah waktu lamanya proses

elektrolisis, dan F adalah tetapan Faraday (96450 C mol-1).

Hukum Faraday II berlaku pada beberapa sel elektrolisis yang dihubungkan

secara seri, inti dari Hukum Faraday II adalah karena pada rangkaian seri semua

rangkaian akan memiliki arus listrik yang sama dan konstan, maka suatu massa

produk per massa molar ekuivalen dari suatu larutan sebanding dengan massa produk

per massa molar ekuivalen larutan lain. Hukum Faraday II dapat dinyatakan dalam

persamaan m1e1-1= m2e2

-1.

7/21/2019 213201110-Elektrokimia

5/9

5

3. Peranan Sel Elektrokimia

Sel Volta Dalam Kehidupan Sehari-hari

Baterai kering seng-karbon (sel Leclanche)

Baterai kering seng karbon masih merupakan jenis yang paling banyak di jumpai di

Indonesia. Harganya murah dan digunakan pada radio, senter, mainan dan sejenisnya.

Potensial sel dari baterai sekitar 1,5 V dan menurun sejalan dengan lama pemakaian. Sel

baterai ini terdiri dari anoda Zn dan katode batang grafit (C). Katode grafit bersifat inert dan

diletakan dalam elektrolit berbentuk pasta yang berisi grafit,MnO2, dan NH4Cl. NH3 akan

bergabung dengan Zn+ membentuk ion Zn(NH4)42+. Umur baterai ini cenderung pendek,

apalagi kalau dipakai terus menerus. Hal ini disebabkan produk ion dari reaksi redoks tidak

dapat berdifusi dengan cepat meninggalkan elektroda.

Baterai alkaline

Baterai alkaline lebih tahan lama dengan dapat menyuplai arus yang lebih besar dibanding

baterai kering seng karbon. Baterai ini digunakan untuk peralatan yang memerlukan arus

listrik lebih besar , seperti tape recorder dan mainan. Potensial sel pada baterai sekitar 1,5 V

dan dapat bertahan konstan selama pemakaian. Sel baterai alkaline terdiri dari anoda Zn dan

katoda inert grafit. Sesuai namanya reaksi redoks dalam baterai alkaline berlangsung dalam

suasana basa.elekrolitnya adalah KOH. Reaksi redoks pada sel tidak melibatkan ion yang

dapat berkumpul di permukaan elektroda sehingga potensialnya konstan. Anoda Zn yang

berpori memperluas permukaan anoda sehingga memperbesar arus.

7/21/2019 213201110-Elektrokimia

6/9

6

Baterai merkuri

Baterai merkuri lebih kecil dan ringan dibandingkan dua jenis baterai sebelumnya. Baterai ini

digunakan pada jam tangan dan kamera. Potensial sel baterai adalah 1,34 V dan dapat

bertahan konstan selama pemakaian. Sel baterai merkuri terdiri dari anoda Zn, serta katoda

HgO dan karbon. Reaksi redoks yang terjadi tidak melibatkan ion sehingga potensialnya

konstan. Pembuangan baterai ini dapat menimbulkan masalah bagi lingkungan hidup karena

merkuri (Hg) berupa racun.

Baterai perak oksida

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

dan kalkulator. Umumnya panjang karena arus yang dikeluarkan cukup kecil potensi sel dari

baterai sekitar 1,5 V dan dapat bertahan secara konstan selama pemakaian.

sel dari baterai perak oksida terdiri dari anoda Zn dan katoda Ag2O dengan elektrolit KOH.

Baterai litium-tionil klorida (Li/SOCl2)

Baterai Li/SOCl2 berukuran kecil. Bentuknya dapat berupa silinder atau cakram (disc).

Penggunaannya antara lain untuk back up memori pada kamera, remote control, dan lampu

darurat. Baretai memiliki potensial yang sangat besar, sekitar 2,7-3,6 V. Sel baterai Li/SOCL2

terdiri dari anoda Li dan katoda karbon, di mana tionil klorida tereduksi. Elektrolitnya adalah

litium aluminium tetraklorida (LiALCl4 ) dalam tionil klorida.

Aki atau baterai Pb

Aki umumnya digunakan pada mobil untuk menstarter kendaraan tersebut. Aki tersiri dari

beberapa sel volta yang dihubungkan secara seri. Setiap sel mempunyai potensial 2 V. jadi,

suatu aki dengan potensial 6 V terdiri 3 sel . suatu aki terdiri dari anoda Pb dan katoda PbO2

dengan elektrolit H2SO4. Anoda dan katoda yang berbentuk pelat menambah luas permukaan

elektrode sehingga dapat memperbesar arus.

Baterai Ni-Cd

Baterai Ni-Cd dipakai pada kalkulator, flash fotografi,kamera digital, laptop dan lainnya.

Baterai dilengkapi dengan alat isi ulangnya. Sel pada baterai Ni-Cd mempunyai potensial

sekitar 1,4 V. sel dari baterai Ni-Cd terdiri dari anoda Ni dan katoda Nio 2 dengan elektrolit

KOH. Potensial sel bertahan sangat konstan selama pemakaian. Hal ini disebabkan pereaksi

7/21/2019 213201110-Elektrokimia

7/9

7

dan produk reaksi adalah padatan sehingga tidak terdapat perubahan konsentrasi ion selama

reaksi. Namun, pembuangan baterai merupakan masalah bagi lingkungan karena sifat Cd

yang sangat beracun. Upaya untuk mengatasi masalah ini adalah dengan mendaur ulang

baterai tersebut.

Baterai NiMH (Nikel metal hibrida )

Baterai NiMH banyak digunakan pada laptop, telepon seluler, camcorder, dan kamera digital.

Potensialnya hampir sama dengan baterai Ni-Cd,sekitar 1,4 V, tetapi dapat menyimpan ~50

persen energi lebih banyak dari baterai Ni-Cd. Sel dari baterai NiMH terdiri dari anoda

Ni(OH)2 dan katoda pada panduan logam yang menyerap hidrogen. Elektrolitnya adalah

KOH. Reaksi redoks yang terjadi tidak menyebabkan perubahan elektrolit.

Baterai ion litium

Baterai ion litium sangat ringan sehingga cocok untuk alat elektronik portabel, seperti laptop,

telepon seluler, dan camcorder. Baterai ion litium juga memiliki potensial yang besar sekitar

3,6 V.

Ada dua tipe baterai ion litium yaitu baterai mangan dan kobalt. Untuk tipe mangan anoda

Li1-xMn2O4 dan katoda grafit. Elektrolit adalah garam Li yang larut dalam pelarut organik.

Sel : Li1-xMn2O4 + CnLix LiMn2O4 + Cn

Untuk tipe kobalt anoda Li1-xCoO2 dan katoda grafit.

Sel : Li1-xCoO2 + CnLix LiCoO2 + Cn

Baterai ini mempunyai umur lebih panjang daripada NiMH dan dapat dilihat dari densitas

dayanya yang tinggi (710 Wh/kg) dibanding 60-80 Wh/kg pada NiMH).

Sel Elektrolisis Dalam Kehidupan Sehari-Hari

Proses dalam Penyepuhan

Electroplating atau penyepuhan merupakan proses pelapisan permukaan logam dengan logam

lain. Misalnya tembaga dilapisi dengan emas dengan menggunakan elektrolit larutan emas

(AuCl3).

Emas (anoda) : Au(s) Au3+(aq) + 3e (oksidasi)

Tembaga (katoda) : Au3+(aq) + 3e Au(s) (reduksi)

Dari persamaan reaksi tampak pada permukaan tembaga akan terjadi reaksi reduksi Au3+(aq)

7/21/2019 213201110-Elektrokimia

8/9

8

+ 3e Au(s). Dengan kata lain emas Au terbentuk pada permukaan tembaga dalam bentuk

lapisan tipis. Ketebalan lapisan juga dapat diatur sesuai dengan lama proses reduksi.

Semakin lama, maka lapisan yang terbentuk semakin tebal.

Proses Sintesa

Sintesa atau pembuatan senyawa basa, cara elektrolisis merupakan teknik yang handal.

Misalnya pada pembuatan logam dari garam yaitu K, Na dan Ba dari senyawa KOH, NaOH,

Ba(OH)2, hasil samping dari proses ini adalah terbentuknya serta pada pembuatan gas H2,

O2, dan Cl2. Seperti reaksi yang telah kita bahas. Dalam skala industri, pembuatan Cl2 dan

NaOH dilakukan dengan elektrolisis larutan NaCl dengan reaksi sebagai berikut.

4. Proses pemurnian logam

Proses pemurnian logam juga mengandalkan proses elektrolisis. Proses pemurnian tembaga

merupakan contoh yang menarik dan mudah dilaksanakan. Pemurnian ini menggunakan

elektrolit yaitu CuSO4. Pada proses ini tembaga yang kotor dipergunakan sebagai anoda, di

mana zat tersebut akan mengalami oksidasi, Cu(s) Cu2+(aq) + 2e

Reaksi oksidasi ini akan melarutkan tembaga menjadi Cu2+. Di lain pihak pada katoda

terjadi reaksi reduksi Cu2+ menjadi tembaga murni. Mula-mula Cu2+berasal dari CuSO4,

dan secara terus menerus digantikan oleh Cu2+ yang berasal dari pelarutan tembaga kotor.

Pengotor tembaga umumnya terdiri dari perak, emas, dan platina. Oleh karena E0 unsur Ag,

Pt dan Au > dari E0 Cu, maka ketiga logam tidak larut dan tetap berada di anoda biasanya

berupa lumpur. Demikian juga jika pengotor berupa Fe atau Zn, unsur ini dapat larut namun

cukup sulit tereduksi dibandingkan Cu, sehingga tidak mengganggu proses reduksi Cu.

7/21/2019 213201110-Elektrokimia

9/9

9

.

PENUTUP

Kesimpulan

Elektrolisis adalah peristiwa penguraian elektrolit dalam sel elektrolisis oleh arus

listrik. Dalam sel volta/galvani, reaksi oksidasi reduksi berlangsung dengan spontan, dan

energi kimia yang menyertai reaksi kimia diubah menjadi energi listrik. Sedangkan

elektrolisis merupakan reaksi kebalikan dari sel volta/galvani yang potensial selnya negatif

atau dengan kata lain, dalam keadaan normal tidak akan terjadi reaksi dan reaksi dapat

terjadi bila diinduksi dengan energi listrik dari luar.

Elektroda positif (+) dari sel dihubungkan dengan kutub positif (+) dari sumber arus listrik

Elektroda negatif (-) dari sel dihubungkan dengan kutub negatif (-) dari sumber arus listrik

Pada elektroda positif (+)/anoda karena dihubungkan dengan kutub positif (+) yang

potensialnya lebih besar menyebabkan terjadi reaksi oksidasi dan elektron mengalir dari

elektroda ini menuju ke sumber arus listrik. Elektron bergerak dari kutub negatif (-) sumber

arus listrik ke elektroda negatif (-)/katoda sehingga menyebabkan terjadi reaksi reduksi.