Rancangan Alat dan Bahana. Penentuan Daya Gerak Listrik dari Sel kimia

KAJIAN TEORI

Redoks

Redoks (singkatan dari reaksi reduksi/oksidasi) adalah istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-atom dalam sebuah reaksi kimia.

Hal ini dapat berupa proses redoks yang sederhana seperti oksidasi karbon yang menghasilkan karbon dioksida, atau reduksi karbon oleh hidrogen menghasilkan metana(CH4), ataupun ia dapat berupa proses yang kompleks seperti oksidasi gula pada tubuh manusia melalui rentetan transfer elektron yang rumit.

Istilah redoks berasal dari dua konsep, yaitu reduksi dan oksidasi. Ia dapat dijelaskan dengan mudah sebagai berikut:

Reduksi menjelaskan pelepasan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion Oksidasi menjelaskan penambahan elektron oleh sebuah molekul, atom, atau ion.

Walaupun cukup tepat untuk digunakan dalam berbagai tujuan, penjelasan di atas tidaklah persis benar. Oksidasi dan reduksi tepatnya merujuk pada perubahan bilangan oksidasi karena transfer elektron yang sebenarnya tidak akan selalu terjadi. Sehingga oksidasi lebih baik didefinisikan sebagai peningkatan bilangan oksidasi, dan reduksi sebagai penurunan bilangan oksidasi. Dalam prakteknya, transfer elektron akan selalu mengubah bilangan oksidasi, namun terdapat banyak reaksi yang diklasifikasikan sebagai "redoks" walaupun tidak ada transfer elektron dalam reaksi tersebut (misalnya yang melibatkan ikatan kovalen).

Oksidator dan reduktor

Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk mengoksidasi senyawa lain dikatakan sebagai oksidatif dan dikenal sebagai oksidator atau agen oksidasi. Oksidator melepaskan elektron dari senyawa lain, sehingga dirinya sendiri tereduksi. Oleh karena ia "menerima" elektron, ia juga disebut sebagai penerima elektron. Oksidator bisanya adalah senyawa-senyawa yang memiliki unsur-unsur dengan bilangan oksidasi yang tinggi (seperti H2O2, MnO4

−, CrO3, Cr2O72−, OsO4) atau senyawa-senyawa yang sangat elektronegatif,

sehingga dapat mendapatkan satu atau dua elektron yang lebih dengan mengoksidasi sebuah senyawa (misalnya oksigen, fluorin, klorin, dan bromin).Senyawa-senyawa yang memiliki kemampuan untuk mereduksi senyawa lain dikatakan sebagai reduktif dan dikenal sebagai reduktor atau agen reduksi. Reduktor melepaskan elektronnya ke senyawa lain, sehingga ia sendiri teroksidasi. Oleh karena ia "mendonorkan" elektronnya, ia juga disebut sebagai penderma elektron.

Cara yang mudah untuk melihat proses redoks adalah, reduktor mentransfer elektronnya ke oksidator. Sehingga dalam reaksi, reduktor melepaskan elektron dan teroksidasi, dan oksidator mendapatkan elektron dan tereduksi. Pasangan oksidator dan reduktor yang terlibat dalam sebuah reaksi disebut sebagai pasangan redoks.

SEL ELEKTROKIMIA

Elektrokimia : Hubungan Reaksi kimia dengan daya gerak listrik (aliran elektron)

Reaksi kimia menghasil- kan daya gerak listrik (sel galvani) Daya gerak listrik menghasilkan reaksi kimia (sel elektrolisa)

Sel elektrokimia : sistem yang terdiri dari elektroda yang tercelup pada larutan elektrolit.

1. Sel Volta/Gavalni

a.    Prinsip-prinsip sel volta atau sel galvani :

Gerakan elektron dalam sirkuit eksternal akibat adanya reaksi redoks. Aturan sel volta :

-   Terjadi perubahan : energi kimia → energi listrik

-   Pada anoda, elektron adalah produk dari reaksi oksidasi; anoda kutub negatif

-   Pada katoda, elektron adalah reaktan dari reaksi reduksi; katoda = kutub positif

-   Elektron mengalir dari anoda ke katoda

Beberapa kegunaan sel alektrolisis adalah :

1. Penyepuhan adalah proses pelapisan suatu logam dengan lgam lain.logam yang akan dilapisi digunakan sebagai katoda,sedangkan logam pelapis disebut anoda.

2. Pembuatan beberapa senyawa.3. Untuk  menghitung konsentrasi suatu logam dalam larutan.

b.   Konsep-konsep Sel Volta

Prinsip:

1. Anoda terjadi reaksi oksidasi ; katoda terjadi reaksi reduksi2. Arus elektron : anoda → katoda ; arus listrik : katoda → anoda3. Jembatan garam : menyetimbangkan ion-ion dalam larutan

Contoh dari sel galvani :

Notasi sel :  Zn/Zn+2//Cu+2/Cu

/  = potensial ½ sel

// = potensial sambungan Sel (cell junction potential; jembatan garam)

Cara menghitung Eº Sel = Eº Katoda - Eº Anoda