PowerPoint Presentation

ELEKTROANALISIS

Analisis kimia berdasarkan sifat listrik dari analit dengan mencelupkan suatu sensor ( elektroda) ke dalam larutan elektrolit.

Metoda elektroanalisis: Potensiometri : pengukuran potensial,E (arus = 0)Konduktometri : pengukuran daya hantarAmperometri : pengukuran arus, I - Coulometri : pengukuran jumlah listrik, QVoltametri : pengukuran arus,I dg variasi potensialElektrogravimetri : pengukuran berat endapan (pada salah satu elektroda) A. Prinsip Elektroda Mn+ + n e M

Hk Nernst : E = Eo + RT/nF (ln aMn+)E : potensial selEo : potensial sel standarR : tetapan gas (8,314 J/der mol)T : suhu mutlak (K)n : jumlah elektron yang terlibatF : tetapan Faraday (96500 coulomb)aMn+ : keaktifan ion logam Untuk larutan encer, keaktifan (a) = konsentrasi (c)aMn+ = f. CMn+f : koefisien keaktifan ion, unt lart encer, f = 1

Pada suhu 25oC,E = Eo + 0,0591/n (log aMn+)

Jenis Elektroda1. elektroda pembanding/referen2. elektroda penunjuk/indikator

1. Elektroda referen/pembanding- eloda hidrogen/gelas ( digunakan juga sbg eloda penunjuk, unt pengukuran ion H+ atau pH)- eloda perak, dan - eloda kalomel2. Elektroda penunjuk/pengukur- eloda logam inert (Pt)- eloda membran (ion/molekul selektif)- eloda kombinasi (gabungan eloda gelas dan referen)

B. Sel elektrokimiaSel elektrokimia (sel volta atau sel galvani) Sel tempat reaksi oksidasi reduksi berlangsung dg spontan(Reaksi redoks melibatkan perpindahan elektron)

Sel terdiri dari 2 elektroda yg masing2 di celupkan ke dalam larutan elektrolit yg berbeda, yg dihubungkan dg jembatan garam

Setiap elektroda dan larutan membentuk (reaksi) sel dalam sel terdapat dua sel reaksi (setengah reaksi oksidasi dan setengah reaksi reduksi).

Reaksi oksidasi sel anoda elektroda negatif (melepas elektron) Reaksi reduksi sel katoda elektroda positif (menerima elektron)

Cara penulisan sel elektrokimia disebut juga diagram sel atau sel Daniell

anodakatodaZn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s) sel reaksi sel reaksi

Reaksi yg terjadi,anoda : Zn(s) Zn2+(aq) + 2 ekatoda: Cu2+(aq) + 2 e Cu(s)reaksi sel(total) : Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)

Beda potensial dalam sel diukur dg voltmeter/potensiometer

Potensial sel persamaan NernstaA + bB cC + dD RT |C|c|D|dEsel = Eosel - ----- ln -----------dengan Eosel = Eokatoda -Eoanoda nF |A|a|B|bPada 25oC, 0,0591 |C|c|D|dEsel = Eosel - ---------- log ----------- n |A|a|B|b

Penerapan potensial selA. Secara langsung Sel Konsentrasi 2 elektroda yg sama tetapi konsentrasi (larutan) nya berbeda. Eosel = 0 contoh, Zn|Zn2+(10-3M) || Zn2+(10-1M) |Znreaksi sel, Zn2+(10-1M) Zn2+(10-3M)Esel = (0,0591/2) log(10-3/10-1) = 0,0591 V

2. Pengukuran pH dg 2 eloda hidrogen, satu sbg eloda standar dan yg lain sbg eloda penunjuk ( eloda standar, |H+|=1M pada katoda) sel konsentrasi

anoda : H2(g) 2H+(aM) + 2ekatoda : 2H+(1M) + 2e H2(g)reaksi sel : H2(g) + 2H+(1M) 2H+(aM) + H2(g)Esel = Eosel (0,0591/n) log |oks|/|red|Esel = 0 (0,0591/2) log |H+|2Esel = - 0,0591 log |H+|Esel = 0,0591 pH pH = Esel/0,0591

3. Penentuan Hasil Kali Kelarutan (Ksp) menentukan Ksp suatu garam yg sedikit larut dalam air

MX(s) M+(aq) + X-(aq)

Esel = Eosel (0,0591/n) log|M+||X-|/|MX|Esel = - 0,0591/n log Ksplog Ksp = - n Esel/0,0591

4. Penentuan Konstanta Kesetimbangan (k)

G = - nF Esel Go = - nF EoselG = - RT lnK Go = - RT lnK - nF Eosel = - RT lnK ln K = nF Eosel/RT log K = n Eosel/0,0591 AtauaA + bB cC + dDEsel = Eosel (0,0591/n) log |C|c|D|d/|A|a|B|b0 = Eosel 0,0591/n log K(pd keset, Esel = 0)Eosel = 0,0591/n log K log K = n Eosel/0,0591Contoh SoalPotensial sel dari sel Daniell, Ag|Ag+(xM) || Ag+(1M)|Ag, terukur 0,100 Volt pada 298 K. Hitung konsentrasi larutan Ag+ pada elektroda yang berperan sebagai anoda!Diagram sel, Fe2+(0,2)|Fe3+(0,1) || MnO4-(0,1)|Mn2+(0,01),Pt yg berfungsi pada pH 2. Diketahui EoFe3+|Fe2+: 0,77 V, EoMnO4-|Mn2+: 1,51 V Tentukan reaksi sel dan potensial selnya!Hitung Eosel, Go dan K untuk Zn|Zn2+(1M) ||Cu2+(1M)|Cu diukur pada suhu 25 oC. (diketahui EoZn2+|Zn = -0,76 V, EoCu2+|Cu = 0,34 V)Hitung potensial elektroda perak di dalam larutan jenuh AgI. Diketahui keaktifan I-: 0,1; Ksp AgI: 8,3.10-6 dan EoAg+|Ag: 0,80 VB. Tidak langsung titrasi, menentukan titik ekivalen (berdasarkan kurva antara potensial atau daya hantar listrik dengan volume titran)

1. Potensiometripotensial diperoleh dari pembacaan DGL atau GGL (pada alat) untuk setiap penambahan volume titran. Titik ekivalen ditandai dg perubahan potensial secara tiba-tiba.Cara menentukan t.e :a. Buat lingkaran pada masing2 titik belok, lalu hubungkan kedua titik tengahnya. Garis tsb akan memotong kurva t.eb. Buat garis singgung yg sejajar pada kedua titik belokan, buat garis tegak lurus. Garis tsb akan bermotongan dg kurva t.e

2. Konduktometri pengukuran daya hantar listrik (konduktansi) atau pengukuran daya hantar jenis (konduktivitas) larutan elektrolit.

Hukum Ohm,I = E/RI: arus listrikE: tegangan/potensial listrikR: tahanan/hambatan listrik R = l/A : tahanan jenisl: jarak antar dua elektroda (cm)A: luas permukaan (cm2)G = 1/RG: daya hantar listrik (ohm- / Siemens) = 1/ : d h jenis/konduktivitas (S cm-)G = A/l = G l/Al/A (= ): tetapan sel (cm-)

Daya hantar listrik atau konduktivitas, tergantung:- jumlah ion- jenis/ukuran ion- pelarut- suhu

Konduktivitas molar/ekivalen () Konduktivitas yang ditimbulkan oleh 1 mol/ekivalen dari larutan elektrolit = 1000 /CS cm2/mol (C: konsentrasi, mol/L)

Larutan encer, ion-ion tidak saling tergantung, sehingga masing2 ion menyumbangkan konduktivitas nya = okation + oanion

Contoh,Tentukan konduktivitas larutan NaCl 10-2 M, jika Na+: 50 Scm2mol- dan Cl-: 76 Scm2mol-. Tentukan pula konduktansi/daya hantar nya jika tetapan sel yang digunakan 0,79 cm-.