ELEKTROKIMIA

1. Sel volta2. Elektrolisis

2.2 Sel VoltaSel Volta adalah rangkaian sel yang dapat menghasilkan arus

listrik. Dalam sel tersebut terjadi perubahan dari reaksi redoks menghasilkan arus listrik.

Sel volta memiliki elektroda logam yang dicelupkan ke dalam larutan garamnya, ciri-ciri :Terjadi reaksi redoks, yaitu reaksi reduksi pada katoda

dan oksidasi pada anodaTerjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrikKatoda (+) dan anoda (-)Terjadi reaksi redoks spontan menghasilkan energi

listrik

Reaksi yang berlangsung pada proses tersebut sebagai berikut :

Katoda (reduksi) :

Cu²⁺(aq) + 2e‾ Cu(s)

Anoda (oksidasi)

Zn(s) Zn⁺(aq) + 2e‾

Notasi sel volta

Sel volta merupakan tempat berlangsungnya proses kimia yang menghasilkan listrik.

Berikut sel volta unuk contoh gambar yang sebelumnya :

Kita dapat mengekspresikan dalam bentuk Notasi Sel:

anoda| ion anoda|| ion katoda| katoda Zn(s) | Zn2+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s)

Contoh :

Hasil pengukuran menunjukan 0,76 volt (Zn mengalami oksidasi), maka potensial reduksinya :

Zn(s) Zn⁺(aq) + 2e‾ = 0,76 V

dengan notasi :

Zn │Zn2+ Eº = -0,76 V

Potensial Elektroda Standar

E°sel = E°reduksi - E°oksidasi

Reaksi berlangsung spontan jika

E°sel > 0

Deret Volta

Li-K-Ba-Sr-Ca-Na-Mg-Al-Zn-Cr-Fe-Co-Ni-Sn-Pb-(H)-Cu-Hg-Ag-Pt-Au

Ered < 0 Ered

> 0

Ered = 0 Semakin ke kiri:

1.Sifat reduktor makin kuat2.Semakin mudah

teroksidasi

Semakin ke kanan:1.Sifat oksidator makin

kuat2.Semakin mudah

tereduksi

Li(s) + Ga3+(aq) Li+(aq) + Ga(s)

0 +3 +1 0

Kesesuaian dengan Deret Volta

Reaksi Oksidasi

Reaksi Reduksi

Sel volta dalam kehidupan sehari-hari

Aki

• PbSO4(s) + H+(aq) +2e- → Pb(s) + HSO4-(aq)  (elektrode

Pb sebagai katoda)

• PbSO4(s) + 2H2O(l) → PbO2(s) + HSO4-(aq) + 3H+

(aq) + 2e-   (elektrode PbO2 sebagai anoda).

Baterai kering

Sel ini biasanya digunakan sebagai sumber tenaga atau energi pada lampu, senter, radio, jam dinding, dan masih banyak lagi.

Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-  (anoda)

2MnO2(s) + 2NH4+

(aq) 2e- → Mn2O3(s) + 2NH3(aq) H2O(l)  (katoda)

Baterai litium

Li│Li+ (pelarut non-air)│KOH (pasta)│MnO2, Mn(OH)3, C

Korosi

Korosi (perkaratan) adalah rusaknya logam akibat teroksidasinya logam tersebut oleh oksigen yang berada di lingkungannya.

Reaksi Sel : 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O(l) → 2Fe2+(aq) + 4OH-(aq)

Faktor yang mempercepat korosi :

1. Air dan kelembapan udara2. Elektrolit3. Permukaan logam yang tidak rata4. Terbentuknya sel elektrokimia

Faktor yang menghambat korosi

1. Mengontrol kelembapan udara2. Mencegah logam bersentuhan dengan

oksigen3. Perlindungan katodik4. Proses pelapisan dengan pengecatan

ataupun penyepuhan.

2. Elektrolisis

Elektrolisis sel volta

Reaksi pada katoda

1. Jika yang menuju katoda adalah ion positif, dari golongan IA, IIAa)Bilangan berupa larutan :

ion-ion tidak tereduksi, yang tereduksi pelarutannya (H2O) karna E⁰red lebih besar.

2H2O + 2e‾ 2OH‾ + H2b) Bila berupa leburan ion tersebut yang tereduksi

Lⁿ+ + n.e‾ L

2. Jika yang menuju katoda ion H+ akan tereduksi :

2H+ + 2e‾ H₂(g)

3. Jika yang menuju katoda selain ion-ion seperti nomor 1 dan 2 akan tereduksi membentuk endapan :

Ag+ + e‾ Ag(s)Cu²+ + 2e‾ Cu(s)

Reaksi pada anoda

1.Jika anodanya inert/tidak aktif (Pt, Au, C)a. bila yang menuju anoda ion sisa asam yang mengandung atom dengan

billangan oksidasi maksimal, yang teroksidasi adalah air (H2O)

2H2O 4H+ + O2 + 4e‾b. bila yang menuju anoda ion OH‾akan teroksidasi :

4OH‾ 2H2O + O2 + 4e‾

c. bila yang menuju anoda ion-ion Halida (Cl‾,Br‾,I‾) akan teroksidasi

2Cl‾ Cl2 + 2e‾

2Br‾ Br2 + 2e‾

2I‾ I2 + 2e‾

2. Jika anoda aktif ( selain Pt, AU, C ) anodanya teroksidasi

Cu Cu2+ + 2e‾

Contoh dalam kehidupan sehari-hari

1. Industri Metalurgia. Proses Hall

Proses untuk mendapatkan logam aluminium dari bijih bauksit Al2O3 yang dilarutkan dalam Kriolit (Na3AlF6)

b. Pemurnian Tembaga Tembaga yang diperoleh dari reduksi bijih tembaga

(tidak murni), dimurnikan dengan elektrolisis CuSO4 dengan Cu murni di katode dan cu tidak murni di anode

2. Industri Bahan KimiaPembuatan gas klorin dan NaOH

dengan menggunakan sel diafragma

3. Industri KerajinanDigunakan pada penyepuhan logam

Hukum faraday I

96500

.. tieG

valensi

Ae rG = massa

e = massa ekuivaleni = kuat arus ( Ampere)t = waktu (detik) 1 mol e 1F 96500 C (Coulomb)

Contoh soal :

Arus listrik sebesar 5 ampere dialirkan dalam larutan CuSO4 selama 2 jam. Berapa gram logam Cu (Ar = 63,5) yang dapat dihasilkan ?

Jawab :

CuSO4 Cu2+ + SO42–

Val. Cu = 2 t = 2 jam 3600 detik/jam = 7200

detikI = 5 Ampere

Ar = 63,5 gram/mol 96500

.. tieG

965002

720055,63

G

G = 11,85 gram

Hukum faraday II

2

1

2

1

e

e

G

G

valensi

Ae r

G1 = massa zat 1

G2 = massa zat 2

e1 = massa ekuivalen 1

e2 = massa ekuivalen 2

Contoh soal :

Kedalam 2 sel larutan AgNO3 dan larutan CuSO4 yang disusun secara seri dialirkan arus listrik. Ternyata diendapkan 5,4 gram logam Ag. Tentukan jumlah logam Cu yang diendapkan!

(Ar: Ag = 108, Cu = 63,5)

Jawab :

AgNO3 Ag+ + NO3– valensi Ag = 1

CuSO4Cu2+ +SO42–

valensi Cu = 2

Cuval

CuA

Agval

AgA

m

mrr

Cu

Ag

.:

.

2

5,63:

1

1084,5

Cum

grammCu 588,1

Kesimpulan

No Sel volta Sel elektrolisis

1 Reaksi spontan Reaksi tidak spontan

2 Anoda kutub negatif Anoda kutub positif

3 Katoda kutub positif Katoda kutub negatif

4 Energi kimia menjadi energi listrik

Energi listrik menjadi energi kimia

Created by :

• Eco Jatmiko• Eric Soehandi• Fandian Mahza•Hardiyanti• Irma Rahayu• Jessy Rhapsari

Grade : XII SCI 2