TUGAS FISIKA KELAUTANKULIAH 14 TEORI KINETIK GASBAB REAKSI KALORHUKUM TERMODINAMIKAELEKTROKIMIANAMA : DWI FAKHRI CHUSAININRP : 4314100094JURUSAN : TEKNIK KELAUTANDOSEN : Mahm! M"#a$%& D'"(& M(S)(& Ph(D(FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTANINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABA*A+014,+01-TEORI KINETIK GASI( R.a/"$ Ka01'U s ah a d an P ros esd alam Te r m o d in a m i k aUsahaSistempadaLingkungannyaDalamtermodinamika,kumpulanbenda-bendayangkitatinjaudisebut sistem, sedangkan semua yang ada di sekitar sistemdisebutlingkungan.Perhatikansuatusistemberupagasyangadadalamsuatusilinderyangdilengkapi tutupsebuahpistonyangbebasbergeraksepertigambar14.1.Usahayangdilakukanolehsistemsehubungandenganperubahanolumegasdapatdirumuskansebagaiberikut. Pistonyangmempunyailuaspenampang! dantekanangasPmenghasilkangayayangmendorongpistonsebesar"#P!.Usahayangdilakukanolehgas adalahd$ # " d% # P ! d% # P d&Untukprosesdari&1ke&',kerja(usaha)yangdilakukanolehgas adalah.......(14.1)Untukmenghitungintegralini kita perlumengetahuibagaimanaariasitekananselamaprosesberlangsung.Se*araumum,tekanantidakkonstansehinggapenyelesaianintegraltidakterlalusederhana.+amun,jika kuraP terhadap&diketahui,kerja yang dilakuan leh gas sama denganluasareadiba,ahkurapadadiagramP&.-hususuntukprosesyangtekanannyakonstan,Persamaan(14.1)dapat ditulis menjadi.$ # P(&'-&1) #P (/&)............................ (14.')dengan.$# usaha yang dilakukanoleh sistem(gas),P # tekanangas (konstan),&' #olumeakhir.&1 # olumea,al.Usahayangdilakukanolehgas(sistem)seringdisebutusaha luar.!pabiladiagramP&diketahui,usahaluarakanlebihsederhanaditentukanse*aragra0ikyaitudenganmenentukanluasareadiba,ahkurapadadiagramtersebut.Perhatikanlah1ambar 14.'.DariPersamaan(14.1)dapatkitalihatbah,auntuktekananPyangpositi0,usaha$akanpositi0bilagasmemuai(&' 2&1) atauarahlintasanproseskekanan(1ambar14.'a).Sebaliknya,usaha$akan negati0bila gas memampat(&' 3&1) atau arah lintasanproseske arah kiri (1ambar14.'b).Usahapada4erbagai Proses Termodinamika4eberapa proses dalamtermodinamika antaralain, proses isotermal, proses isokhorik,prosesisobarik,dan prosesadiabatik.ProsesisotermalPProsesisotermaladalahprosesperubahankeadaansistem padaP1suhutetap(1ambar14.5).Prosesinimengikutihukum4oyle,yaitu.P& # konstan.Untukmenghitungusahayangdilakukanolehsistem,P'kita tentukan dahulu persamaantekanansebagai0ungsiolumeberdasarkanpersamaankeadaan&1 &'&gas ideal,yaitu.P#n6T1ambar 14.5 Prosesisotermal &Denganmenggunakanrumusumumusahaynag dilakukanoleh gas diperoleh..&' &' n6T &'$ #P d& #& d n6T&1&1 &1$ #n6T7n &'&1&.........................(14.5)ProsesisokhorikProsesisokhorik adalahproses Pperubahankeadaansistem padaP1olume tetap(1ambar14.4).-arenagas tidak mengalamiperubahanolume,makausaha P'yang dilakukanoleh gas samanol.&1#&'&$ #P( &) # P(8)# 81ambar 14.4 ProsesisokhorikProsesisobarikProsesisobarikadalahproses Perubahankeadaan sistempada tekanantetap(1ambar14.9).Usahayang dilakukanoleh gas adalahsesuaidenganPersamaan(14.'),yaitu .P P1# P'$ #P(&' -&1) # P(/&)&1 &' &1ambar 14.9 ProsesisobarikProsesadiabatikProsesadiabatikadalahproses perubahankeadaansistem tanpaadanyakaloryang masuk ke ataukeluardarisistem (gas),yaitu : # 8(1ambar14.;).-uraadiabatiklebih *uram di-bandingkuraisotermal.1ra0ik14.;menunjukkanbah,apada prosesP1 Prosesadiabatik adiabatikterjadiperubahansuhu, P1Prosesisotermaltekanan,dan olume.ProsesinimengikutirumusPoissonsebagaiT1berikut.P' 'T'P& U1#5+k (T' > T1)# 5+k (/T)' ' U #U' > U1 # 5 n6(T' > T1) # 5 n6 (/T)'' U #U' > U1 # 5 (P'&' > P1&1) # 5 (/P&)''......................(14.E)Untukgas diatomikdan poliatomik0aktor5 pada persamaan(14.E) diatasdapatdigantidenganderajatkebebasanyang dimilikigas tersebut.@ukum 1 Temodinamika padaproses-proses TermodinamikaProsesisotermalPadaprosesisotermaltidak terjadiperubahansuhu ( T #8) sehinggaperubahanenergidalam U #U' > U1 #5n6(T) # 8.'Usahayang dilakukanoleh gas sesuaidenganPersamaan(14.5),yaitu$ #n6T 7n &'&1Penerapanhukum7 termodinamikamenghasilkan.: #U A$ #8 A$ #$: #$ #n6T 7n &'&1..................................... (14.18)Persamaan (14.18)menyatakan bah,akaloryangdiberikan kepadasuatusistempadasuhutetap seluruhnyadigunakanuntukmelakukanusahaluar.ProsesisokhorikPada prosesisokhoriktidak terjadiperubahanolume( 8) sehinggausahaluar$ # P( &) # 8. Perubahanenergidalamsesuaidengan Persamaan(14.E),yaitu U # 5n6( T). Penerapanhukum7 termodinamikamenghasilkan.': #U A$ #U A8 #U: #/ U #5n6(/T)' ...............................................(14.11)Persamaan(14.11)menyatakanbah,akalor yang diberikankepadasuatu sistempada olumetetap seluruhnyadisunakanuntukmenaikkanenergidalamsistem.ProsesisobarikPada prosesisobariktidak terjadiperubahantekanan.Penerapanhukum7 termodinamikamenghasilkan.: #/UA $ #/U AP( ............................. (14.1')ProsesadiabatikPadaprosesadiabatiktidakterjadialirankalordenganlingkungan(:#8).Perubahanenergidalamsamadengan U#5n6(T'>T1).Penerapanhukum7termodinamikamenghasilkan': #UA$ atau 8 #UA$$ #- U#-5n6(T' > T1)'$ # 5n6(T' > T1)'..... ...............................................(14.15)-apasitas -alor-apasitaskalor = suatu Fat adalahbanyaknyakalor : yang diperlukan untukmenaikkansuhusuatu Fat sebesar1 kelin.Se*aramatematisditulis.: #=T atau = #: T..................................(14.14)-apasitaskaloruntukgasadaduama*am,yaituuntukolumetetap(=&)danuntuktekanantetap (=P).-apasitaskalor untukprosesisokhorikdiperolehdari Persamaan(14.11)sebagaiberikut.: # 5n6( T) atau :#5n6'T '=& # 5 n6'........................................(14.19)-apasitaskalor untukprosesisobarikdiperolehdari Persamaan(14.1')sebagaiberikut.:#U AP(5n6( T) A n6( T) # 9 n6( T)' '=P # 9 n6 .......................................... (14.1;)'Dari persamaan(14.19)dan (14.1;)diperolehbah,a=P -=& #n6................................................................ (14.1?)-apasitas kalor yang diperoleh pada Persamaan (14.19) dan (14.1;) adalah untuk gasmonoatomik. Untukgasdiatomik,besar=&dan=P tergantung padaderajatkebebasan gas.Sebagaia*uan praktisdapatdigunakanpembagiansuhu sebagaiberikut.- pada suhu rendah(G '98 -) . =& # 5 n6 dan =P # 9n6' '-pada suhu sedang(G 988 -) . =& # 9n6 dan =P# ? n6''- pada suhu tinggi(G 1888 -) . =& # ? n6 dan =P # E n6''DengandemikiandapatdihitungtetapanLapla*ese*arateoritissesuaidenganPersamaan(14.9) sebagaiberikut.1as monoatomik.# =P # 9n6=& ' #9# 1,;?5 n6 5'1as diatomiksuhu sedang.# =P#? n6=&'# ?#1,499n6'S i k lu s T e r m o d in a m ik aPerngertian Siklus-hususuntukprosesisotermal,hanyasatuprosesisotermalsaja tidakmungkindapatterus-menerusmelakukanusahakarenaolumesistemadabatasnya.Padasuatusaatprosesituharusberhenti,yaitubilaolume &' sudah men*apai nilai maksimum. !gardapatmengubahkalormenjadiusahalagi,sistemituharusdikembalikanke keadaana,alnya.6angkaianprosesyang membuatkeadaanakhirsistemkembalikekeadaana,alnyadisebutsiklus.Dalam1ambar14.Cdilukiskansebuahsiklustermodinamika. Hulaidarikeadaan! gasitumengalamiprosesisotermalsampaikeadaan4.-emudianprosesisobarikmengubahsistemsampaikekeadaan=.!khirnyaprosesisokhorikmembuatsistemkembalikekeadaana,alnyadi!. Prosesdarikeadaan! kekeadaan4lalukembalike keadaan! disebutsiklus.Usaha yangdilakukanolehsistemuntuksatusiklussamadenganluasdaerah yangdiarsir padadiagramitu.Sedangkanperubahan energidalamuntuksatusiklussamadengannol ( U # 8) karenakeadaana,al samadengankeadaanakhir.Dapatlahsekarangdisimpulkanbah,aagardapatmelakukanusahaterus-menerus, sistemituharusbekerjadalam satu siklus.Siklus=arnotSiklus =arnot diperkenalkan oleh seorang insinyur berkebangksaan Peran*is bernama Sadi=arnot(1?E;-1C5')padatahun1C'4.Siklusiniterdiridariempatprosessepertipadagambar14.E. -eempatprosesitu adalahsebagaiberikut.(1)Proses!4 adalahpemuaianisotermalpadasuhuT1 .Dalamprosesini,gasmenyerapkalor:1 darireseroir bersuhutinggiT1dan melakukanusaha$!4.(')Proses 4=adalah pemuaianadibatik.SelamaprosesinisuhugasturundariT1menjadiT' sambilmelakukanusaha$4=(5)Proses =Dadalah pemampatan isotermalpadasuhuT', Dalamprosesini,gasmelepaskalor:' kereseroirbersuhurendahT'dan melakukanusaha$=D .(4)Proses akhirD! adalah pemampatanadiabatik. SuhugasnaikdariT'keT1sambilmelakukanusaha$D! .Siklus =arnot merupakan dasar dari mesin ideal, yaitu mesin yang paling e0isien, yangselanjutnyadiesbutmesin=arnot.Usahatotalyangdilakukanolehgasuntuksatusiklussamadenganluasdaerahdidalamsiklus.Hengingatselamaprosessiklus=arnotgasmenerimakalor:1darireseroirbersuhutinggidanmelepaskalor:'ke reseroirbersuhurendah,makausahayangdilakukanolehgassesuaidenganhukum7 termodinamikaadalah.:#UA $atau:1 :'#8 A $$#:1I:'................................. (14.1C)dengan.:1# kalor yangdiserapdari reseroirbersuhutinggi(B):' # kalor yang dilepaske reseroirbersuhurendah(B)D0isiensimesinDalammenilaiuntukkerjasuatumesin,e0isiensimerupakansuatu0aktoryangpenting.Untukmesinkalor,e0isiensimesin()dapatdilihatdariperbandingankerjayangdilakukanterhadapkalor masukanyang diperlukan,yang se*aramatematisdapatditulissebagaiberikut. J #$# : 1I :' # 1 - :':1 :1 :1.................. (14.1E)Untuk siklus=arnotberlakuhubungan:' # T' sehinggae0isiensisiklus:1T1=arnotdapatdinyatakansebagai.J #1 - T'T1................................................(14.'8)dengan.T1# suhu reseroirbersuhutinggi(-)T'# suhu reseroirbersuhurendah(-)@ uk um77Te r m o d in a m i k a@ukum7termodinamika menyatakanbah,aenergiadalahkekal,tidakdapatdi*iptakandantidakdapatdimusnahkan.Dnergidapatberubah bentukdarisatubentukkebantuklain.@ukum77termodinamika membatasiperubahanenergimanayangdapatberlangsung danperubahanenergimanayangtidakdapatberlangsung.Pembatasaninidapatdinyatakandenganberbagai*ara, yaitu.(1)6udol0=lausius (1C''>1CCC)menyatakanrumusan=lausiustentanghukum77 termodinamikadenganpernyataan alirankalor.-alor mengalir se*ara spontan dari bendabersuhu tinggikebendabersuhu rendah dantidakmengalirse*araspontan dalamarah kebalikannya.(')@ukum 77 termodinamikadinyatakandalamentropi.Totalentropi jagatraya tidakberubah ketikaprosesreersibelterjadidanbertambah ketikaproses ireersibel terjadi.(5)-elindanPlan*k menyatakanrumusanyang setara sehinggadikenalrumusan-elin-Plan*ktentanghukum 77 termodinamikatentangmesin kalor.Tidak mungkinmembuatsuatu mesin kaloryang bekerjadalam suatusiklusyangsemata-matamenyerapkalordarisebuahreseroirdanmengubah sluruhnya menjadi usaha luar.Pengertian entropiSe*araumumprosesireersibelmeyebabkankehilangansejumlahkalor,tetapitidak seluruhnyasehingamesinmasihmampumelakukan usaha.4agiankaloryanghilangdapatdinyatakandengansuatuariabelkeadaantermodinamikabaruyangdisebutentropi.Dntropiadalahsuatuukuranbanyaknyaenergiatau kalor yang tidakdapatdiubahmenjadiusaha /S # :reersibelTBikasuatusistempadasuhumutlakTmengalami suatuprosesreersibel denganmenyerapsejumlahkalor : makakenaikanentropiS dirumuskanoleh.......................................... (14.1') Perubahan emtropi S hanya tergantung pada keadaan akhir dankeadaana,al.Prosesreersibeltidakmengubahtotalentropidan jagatraya,tetapisetiapprosesireersibel selalumenaikkan entropi jagatraya.Hesinpendingin(re0rigerator)-alordapatdipaksamengalirdaribendadinginke bendapanasdengan melakukanusahapadasistem.Peralatanyangbekerjase*arainidisebutmesin pendingin(re0rigerator),*ontohnyalemaries (kulkas)danpendinginruangan (!=)Ukuranpenampilansebuahmesinpendingindinyatakandengankoe0isiendayaguna(koe0isienper0omansi)yangdiberilambang-p.-p # :' # :' #T'$:1 I:' T1 T'................(14.'')-ulkas dan pendingin ruangan memilikikoe0isien per0omansidalamjangkauan'sampaidengan;.Semakintingginilai-p,semakin baik mesin pendingintersebut.@ uk um777 Te r m o d in a m i k a@ukum termodinamika terkait dengan temperature nol absolute. @ukum ini menyatakan bah,a padasaat suatu system men*apai temperature nol absolute, semua proses akan berhenti dan entropi systemakan mendekati nilai minimum. @ukum ini juga menyatakan bah,a entropi benda berstruktur -ristalsempurna pada temperature nol absolute bernilai nol.@ukum ketiga termodinamika memberikan dasar untuk menetapkan entropi absolut suatu Fat, yaituentropi setiap kristal sempurna adalah nol pada suhu nol absolut atau nol derajat -elin (-). Padakeadaan ini setiap atom pada posisi yang pasti dan memiliki energi dalam terendah.Dntropi dan energi bebas 1ibbs juga merupakan 0ungsi keadaan sehingga kedua besaran ini memilikinilai pada keadaan standart, seperti halnya dengan entalphi. @asil pengukuran standart untuk entropidan Dnergi bebas 1ibbs juga dilakukan pada keadaan '9o= dan dengan tekanan 1 atm.Dnergi bebas1ibbspembentukanstandart memiliki arti perubahanenergi bebasyangmenyertaireaksi pembentukan satu mol senya,a dari unsur-unsur penyusunnya. Demikian pula untuk entropistandaryang dapatdipergunakan untuk menentukanentropi reaksisebagaiharga pembandingnya.Dntropi dan Dnergi bebas 1ibbs standar pembentukan, disajikan pada Tabel 18.9.

Pengertian @ukum -etiga Termodinamika@ukum ketiga termodinamika terkait dengan temperatur nol absolut. @ukum inimenyatakanbah,apadasaat suatusistemmen*apai temperatur nol absolut, semuaprosesakanberhenti danentropi sistemakanmendekati nilai minimum. @ukumini jugamenyatakanbah,aentropi benda berstruktur kristal sempurna pada temperatur nol absolut bernilai nol. Holekul hanyamemiliki energi ibrasi (di sampingenergyele*trondanenergyinti)yangsamabesar, sehinggaberadadalamkeadaankuantumtunggal. Bikadi tijaudari kedudukandandistribusi energinya ,penyusun-penyusun molekul dalam suatu -ristal yang sempurna pada 8 - hanya dapat terlaksanadengan satu *ara. Dalam ini $#1. Badi entropi suatu -ristal murni yang sempurna ialah 8 pada 8 -.Pernyataan ini terkenal sebagai HUKUM KETIGA TERMODINAMIKAS8 # 8III( E0./#'1/$m$a6eaksielektrokimiamelibatkanperpindahanelektron>elektronbebasdari suatulogamkepada komponen di dalam larutan. -esetimbangan reaksi elektrokimia penting dalam sel galani(yang menghasilkan arus listrik) dan sel elektrolisis (yang menggunakan arus listrik). Pengukurandayageraklistrik(D1L) suatuselelektrokimiadalamjangkauansuhutertentudapat digunakanuntuk menentukan nilai > nilai termodinamika reaksi yang berlangsung serta koe0isien akti0itas darielektrolit yang terlibat. H/m C101m2& M.!a% L$"#'$/& !a% P1#.%"$a0 L$"#'$/Di antara empat ma*am antaraksi 0isika yang dikenal (antaraksi inti yang kuat, antaraksilemah, antaraksi elektromagnetik, dangraitasi), hanya antaraksi elektromagnetikyangpentingdalam bidang kimia. Dasar antaraksi ini adalah adanya gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan,yaitu :1 dan :'. 1aya ini merupakan besaran ektor yag dirumuskan sebagai @ukum =oulomb.'' 1841rQ Qfr ' ........................................... (4.1)dimana ' # jarak antar muatan (unit ektor yang bergantung arah gaya) K8 # permitiitas ruang hampa (C,C94.181' =' +-1 m-') Kr # permitiitas relati0 L konstanta dielektrikBika arah gaya tidak diperhatikan, maka'8' 14 rQ Qfr .................................................. (4.')-ekuatan medan listrik pada titik tertentu (D) diartikan sebagai gaya listrik per muatan unit.Bika pada per*obaan muatan :1 sangat ke*il, maka'8'14 rQQfE .............................................. (4.5)Hedan listrik dinyatakan dalam satuan S7 &m-1. Pada pembahasan selanjutnya,simbol Dakan digunakan untuk menyatakan daya gerak listrik (D1L), yaitu perbedaan potensial listrik antaradua titik dan dinyatakan dalam satuan &olt (&).4esarnya medan listrik yang ada di sekitar partikel bermuatan adalah turunan dari besaranskalar yang disebut potensial listrik. Potensial listrik (M) dide0inisikan sebagai kerja yangdibutuhkan untuk memba,a suatu unit muatan positi0 dari titik a,al ke titik tertentu.drrQrr '8'4 rQr 8'4 ..................................................... (4.4)E0./#'1!a !a% P1#.%"$a0 E0./#'1!a S#a%!a' 3E14Pembahasanselelektrokimiadimulaidenganmenggambarkanelektrodayangmenyusunsel elektrokimia. Dlektrodatersusundari elektrodaitusendiri danbahankimia(reagents) yangterlibat. Selelektrokimiaumumnyatersusunatasduaelektroda. Setiapelektrodadisebutsebagaisetengahsel(halfcell). 6eaksiyangterjadi padatiapelektrodadisebut reaksi setengahselataureaksi elektroda. 4erdasarkan jenisnya, elektroda dapat digolongkan menjadi .1. Dlektroda logam > ion logamNaitu elektroda yang berisi logamyang berada dalamkesetimbangan dengan larutan ionnya,*ontohnya elektroda =u O =u'A.'. Dlektroda amalgam!malgam adalah larutan logam dalam @g *air. Pada elektroda ini, amalgam logam H akan beradadalam kesetimbangan dengan ionnya (H'A). Logam > logam akti0 seperti +a dan =a dapat digunakansebagai elektroda amalgam.5. Dlektroda redoksNaitu elektrodayang melibatkan reaksireduksi>oksidasi di dalamnya,*ontohnyaelektrodaPt O"e5A, "e'A.4. Dlektroda logam > garam tak larutDlektroda ini berisi logamHyangberada dalamkesetimbangandengangaramsangat sedikitlarutnya HPAQP-dan larutan yang jenuh dengan HPAQP- serta mengandung garam atau asam terlarutdengananion QF-.=ontoh.elektroda !g> !g=lyang terdiridarilogam !g, padatan !g=l, danlarutan yang mengandung ion =l- dari -=l atau @=l.9. Dlektroda gasNaitu elektroda yang berisi gas yang berda dalam kesetimbangan dengan ion > ion dalam larutan,misalnya elektroda Pt O @'(g) O @A(aR).;. Dlektroda non logam non gasNaitu elektroda yang berisi unsur selain logam dan gas, misalnya elektroda brom (Pt O 4r'(l) O 4r-(aR))dan yodium (Pt O 7'(s) O 7-(aR)).?. Dlektroda membranNaitu elektroda yang mengandung membran semi permiabel.Untuk menggerakkan muatan dari satu titik ke titik lain diperlukan beda potensial listrikantarakeduamuatan. 4edapotensial diukur antaraduaelektrodayaituelektrodapengukur danelektroda pembanding. Sebagai elektroda pembanding umumnya digunakan elektroda hidrogen (@A O@' O Pt) atau elektroda kalomel (=l- O @g'=l'(s) O @g). 4eda potensial inilah yang dinyatakan sebagaidaya gerak listrik (D1L). Untuk menghitung D1L sel, digunakan potensial elektroda standar (Do)yang nilainya dapat dilihat pada tabel 4.1.Ta2.0 4(1( P1#.%"$a0 .0./#'1!a "#a%!a' 5a!a +-1CE0./#'1!a E1 364 R.a/"$ S.#.%7ah S.0"- O "'(g) O Pt ',C? S "'(g)Ae-#"-!u5A O !u 1,98 T !u5AAe-# !u5APb'A O PbU' O Pb 1,499 S PbU'A'@AAe-#S Pb'AA@'U=l- O =l'(g) O Pt 1,5;84 S =l'(g)Ae-#=l-@A O U' O Pt 1,''CC @AAV U'Ae-#S @'U!gA O !g 8,?EE' !gAAe-# !g"e5A, "e'A O Pt 8,??1 "e5AAe-# "e'A7- O 7'(s) O Pt 8,9599 S 7'Ae-#7-=uA O =u 8,9'1 =uAAe-# =uAU@- O U' O Pt 8,488E V U'AS @'UAe-#U@-=u'A O =u 8,55E S =u'AAe-#S =u=l- O @g'=l'(s) O @g 8,';C S @g'=l'Ae-#@gA=l-=l- O !g=l(s) O !g 8,'''4 !g=lAe-#!gA=l-=u'A, =uA O Pt 8,195 =u'AAe-#=uA4r- O !g4r(s) O !g 8,8?5' !g4rAe-#!gA4r-@A O @' O Pt 8,8888 @AAe-#S @'DA O D' O Pt -8,8854 DAAe-#S D'Pb'A O Pb -8,1'; S Pb'AAe-#S PbSn'A O Sn -8,148 S Sn'AAe-#S Sn+i'A O +i -8,'98 S +i'AAe-#S +i=d'A O =d -8,48'' S =d'AAe-#S =d"e'A O "e -8,448 S "e'AAe-#S "eWn'A O Wn -8,?;5 S Wn'AAe-#S WnU@- O @' O Pt -8,C'?E @'UAe-#S @'AU@-Hg'A O Hg -',5? S Hg'AAe-#S Hg+aA O +a -',?14 +aAAe-#+aLiA O Li -5,849 LiAAe-#LiPada tabel 4.1. terlihat bah,a elektroda hidrogen (@A O @' O Pt) merupakan batas pembanding dengannilai potensial 8,8888&. 4ila elektroda pengukur mempunyai nilai lebihbesar dari elektrodahidrogen(bernilai positi0), makaelektroda tersebut mempunyai ke*enderunganuntuktereduksi(bersi0at oksidator). Sedangkan bila elektroda pengukur mempunyai nilai lebih ke*il dari elektrodahidrogen(bernilai negati0), makaelektrodatersebutmempunyai ke*enderunganuntukteroksidasi(bersi0at reduktor). -arena reaksi setengah sel pada elektroda ditulis dalam bentuk reduksi, makanilai potensial elektroda standar juga dapat disebut 51#.%"$a0 '.!/"$ "#a%!a'.S.0 E0./#'1/$m$aSel elektrokimia tersusun atas dua elektroda, yaitu anoda dan katoda. Pada anoda terjadireaksi oksidasi, sedangkan pada katoda terjadi reaksi reduksi. Se*ara garis besar, sel elektrokimiadapat digolongkan menjadi .a. Sel 1alaniNaitu sel yang menghasilkan arus listrik. Pada sel galani, anoda ber0ungsi sebagai elektrodabermuatan negati0 dan katoda bermuatan positi0. !rus listrik mengalir dari katoda menuju anoda.6eaksi kimia yang terjadi pada sel galani berlangsung se*ara spontan. Salah satu aplikasi selgalani adalah penggunaan sel WnL!g'U5 untuk batere jam.b. Sel DlektrolisisNaitu sel yang menggunakan arus listrik. Pada sel elektrolisis, reaksi kimia tidak terjadi se*araspontantetapi melalui perbedaanpotensial yang dipi*udari luar sistem. !noda ber0ungsisebagai elektroda bermuatan positi0 dan katoda bermuatan negati0, sehingga arus listrikmengalir dari anoda ke katoda.Sel elektrolisis banyak digunakan untuk produksi alumuniumatau pemurnian tembaga.Gam2a' 4(1( S.0 Ga08a%$ !a% S.0 E0./#'10$"$"Untuk menyatakan sel elektrokimia, digunakan notasi sel sebagai berikut Wn X Wn'A Y =u'A X =uWn X Wn'A =u'A X =uSisi kiri notasi sel biasanya menyatakan reaksi oksidasi, sedangkan sisi kanan notasi sel biasanyamenyatakanreaksi reduksi. 1aristunggalpada notasi sel menyatakanperbedaan0asa, sedangkangarisgandamenyatakanperbedaanelektroda. 1arisputus>putusmenyatakanadanyajembatangarampada selelektrokimia. Bembatangaram adalahlarutankaliumkloridaatauamoniumnitratpekat. Bembatan garam diperlukan bila larutan pada anoda dan katoda dapat saling bereaksi.Gam2a' 4(+( S.0 .0./#'1/$m$a #a%5a 9.m2a#a% 7a'am 3a4 !a% !.%7a% 9.m2a#a% 7a'am 324P.%.%#a% DGL S#a%!a' S.0 3E1".04+ilai Dosel ditentukan dengan rumusDosel#Doreduksi > Dooksidasi .................................... (4.9)Doreduksiadalah nilai potensial elektroda standar pada elektroda yang mengalami reduksi dan Dooksidasiadalah nilai potensial elektroda standar dari elektroda yang mengalami oksidasi. =ontoh . @itung Dosel pada '9o= untuk =d X =d'A Y =u'A X =u Z6eduksi . S =u'A A e- # S =u Do # 8,55E &Uksidasi . S =d # S =d'A A e-Do # -8,48'' &Total . =u'A A =d # =u A =d'ADosel # 8,?41' &P.%.%#a% DGL S.0 3E".04 !a% P.'2aha% E%.'7$ B.2a" G$22" 3:G44edapotensial antaraelektrodakanan(reduksi)danelektrodakiri (oksidasi)ditentukandengan perhitungan D1L sel (Dsel). Se*ara umum,selnFE G dan oselonFE G ............................ (4.;)4ila nilai D1L sel positi0, maka [1 negati0 dan reaksi berlangsung se*ara spontan. Sedangkan bilaD1L sel negati0, [1 positi0 dan reaksi berlangsung tidak spontan. Henurut kesetimbangan kimia,Q RT G Goln + ......................................... (4.?)4ila perubahan energi 1ibbs dinyatakan sebagai potensial kimia, maka persamaan 4.? dapat ditulismenjadiioi ia RT ln + ............................................. (4.C)Bika nilai \i disubstitusi dengan persamaan 4.;, makaiiiosel sela RT nFE nFE + ln .................................... (4.E)KnFRTE Eosel selln ..................................................... (4.18)@ubungan antara Dseldan Doselini disebut5.'"amaa% N.'%"#&dimana - adalah tetapankesetimbangan yang nilainya sama dengan perbandingan akti0itas spesi teroksidasi terhadap spesitereduksi.] ^] ^redusiosidasiaaK .......................................... (4.11)Pada kesetimbangan, nilai Dsel adalah nol sehinggaKnFRTEoselln ....................................... (4.1')RTnFEosele K .............................................. (4.15)Dengan menggunakan persamaan 4.15, nilai - pada kesetimbangan dapat ditentukan.K.a/#$;a% E0./#'10$#Pada *ampuran non elektrolit, potensial kimia dapat dinyatakan sebagaii iol i l i! RT ln) ( ) (+ ...................................... (4.14)dimana ion elektrolit tidak dapatdipelajari se*ara terpisah karena pada larutan dapat terjadi penetralan listrik. Untuk larutan elektrolit,digunakan besaran molalitas untuk menggantikan 0raksi mol. Pemilihan skala mol dilakukan karenadibandingkandengan0raksi mol, molalitas suatuFat tidakakanberubahapabiladalamlarutanditambahkan Fat terlarut yang lain. Sehingga untukFat elektrolito i ii""a............................................... (4.1?)dimana mo adalah nilai standar molalitas ( 1 mol L kg pelarut) dan1 lim8i"i ............................................... (4.1C)Untuk larutan elektrolit yang mengandung anion dan kation, nilai potensial kimia masing > masingion adalah+ + + ++ " RTo ln.........................................(4.1E) + " RTo ln.........................................(4.'8)\oA dan \o- adalah potensial kimia standar dari kation dan anion, sedangkan @_*kel berlakupadalarutandengankekuatanionikrendah. Padalarutandengankekuatan ion tinggi, koe0isien akti0itas elektrolit biasanya naik dengan bertambahnya kekuatan ion.P.%.%#a% 5H-onsentrasi ion @Apada larutan a+ueousdapat berariasi mulai 1 molLL dalam 1 molLL@=L sampai dengan 18-14dalam 1 molLL +aU@. -arena jangkauan nilai yang luas ini, Sorenson(1E8E) mende0inisikan p@ sebagai p@ # - log ^@A] ....................................... (4.54)Saat ini, p@ dapat didekati sebagai minus logaritma dari akti0itas ion hidrogenp@ # - log a@A ......................................... (4.59)p@dapat diukurdenganmenggunakanelektrodahidrogen(sebagai elektrodapengukur)dan elektroda kalomel (sebagai elektroda pembanding). -edua elektroda dihubungkan olehjembatan garam, dengan notasi sel Pt O @'(g) O @A(a@A) =l- O @g'=l' O @g. 6eaksi setengah sel yangterjadi pada kedua elektroda adalahS @g'=l' A e- # @g A =l- Do # 8,'C8' &@A A e- # S @'(g) Do # 8,8888 &+ilai D1L untuk sel ini adalahDsel # Dosel > 8,89E1 ] ^] ^logredusiosidasi ```````..... (4.5;)Dsel # Dosel > 8,89E1 1]1+oHH,,a'] ^log .................................. (4.5?)Bika P@' # PoDsel # Dosel > 8,89E1 log ^a@A]# 8,'C8' & > 8,89E1 log ^a@A]Dsel - 8,'C8' # - 8,89E1 log ^a@A]Dsel - 8,'C8' # 8,89E1 p@89E1 , 8'C8' , 8 selE'H........................................... (4.5C)Pengukuran p@ biasanya tidak dilakukan dengan elektroda hidrogen, tetapi menggunakanelektroda ka*a. @al ini dilakukan untuk menghindari keterlibatan ion hidrogen dari elektroda (yangdapat mempengaruhi pengukuran)sertakemungkinanmasuknyara*undari platinayangterdapatpada elektroda tersebut.Gam2a' 4(3( E0./#'1!a /a)a !a% .0./#'1!a /a01m.0 !a0am 5Hm.#.'Dlektrodaka*aterdiri dari elektrodakalomel atauelektroda!g>!g=l dalamlarutandengan p@ tetap dalam membran tipis yang terbuat dari ka*a khusus. +otasi sel untuk elektroda iniadalah !g O !g=l O =l-, @A O membran ka*a O larutan elektroda kalomel.