8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
1/123
04/24/16 1
ELEKTROKIMIA
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
2/123
04/24/16 2
Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajarihubungan antara perubahan (reaksi) kimiadengan kerja listrik (energi listrik).
Metode elektrokimia :• Biasanya melibatkan sel elektrokimia yang
menerapkan prinsip reaksi redoks dalamaplikasinya yaitu serah terima elektron dari
satu pereaksi ke pereaksi yang lain.
• Proses berlangsung pada elektroda yangsama/berbeda dalam suatu sistim elektrokimia.
A
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
3/123
04/24/16 3
Karena didasarkan pada reaksi redoks,pereaksi utama yang berperan dalam metode
ini adalah elektron yang di pasok dari suatusumber listrik !esuai dengan reaksi yang berlangsung,
elektroda dalam suatu sistem elektrokimiadapat dibedakan men"adi Katoda, yakni elektroda di mana reaksi
reduksi (reaksi katodik) berlangsung,
dan bermuatan negatif ( - ).
noda di mana reaksi oksidasi (reaksi
anodik) berlangsung dan bermuatan ( ! ).
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
4/123
Elektaron "nert #
Elektroda (Platina) yang hanya mentransferelektron ke dan dari larutan.
Elektroda $eaktif # elektroda yang se%arakimia memasuki reaksi elektroda dimana
selama elektrolisis, terjadi reduksi padakatoda dan oksidasi pada anoda.
&ukum 'araday # ika *+ oulum (
'araday) muatan dile0atkan melalui suatu
elektrolit, satu eki1alen produk diendapkanpada elektroda atau satu eki1alen reaksi kimia
terjadi pada elektroda.
04/24/16 4
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
5/123
Latihan :
1 #ika $0 % 10&3 amp arus listrik dile'atkan melalui (oulometertembaga selama 60 menit, hitung "umlah tembaga yangdiendapkan
#'ab :muatan ) i % t ) *$0 % 10&3 + *60 % 60s) 1-0 .eaksi kimia : u2! ! 2e- 3 u(s)
Karena 2e&
terlibat dalam endapan 1 mol .u, maka 2 akanmengendapkan 1 mol tembaga yaitu :#umlah b yang diendapkan ) *63,$ g mol&1*1-0 . / *2 %
6$00 . mol&1 ) 4,5 g
04/24/16 $
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
6/123
Tipe elektroda secara umum :
1 +rua listrik yang memba'a ion akandibebaskan pada elektroda
2 on *& yang sulit untuk dibebaskan padaanoda menyebabkan penguraian 25 danpembentukan 52, dan elektron
3 on * yang sulit untuk dibebaskan pada
katoda menyebabkan penguraian 25 danpembentukan 2, 5& dan absorbsi elektron
04/24/16 6
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
7/123
04/24/16 7
!el elektrokimia yang menghasilkan energi listrikkarena ter"adinya reaksi spontan di dalamnya di
sebut 6E7 879:"
!el elektrokimia di mana reaksi tak&spontan ter"adidi dalamnya di sebut 6E7 E7EK;$
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
8/123
04/24/16 -
+plikasi metode elektrokimiauntuk lingkungan dan
laboratorium pada umumnyadidasarkan pada proseselektrolisis, yakni ter"adinyareaksi kimia dalam suatu sistemelektrokimia akibat pemberian
arus listrik dari suatu sumberluar
>isalnya dalam sel bahan bakar
*8uel&(ell, pemurnian logam danelektroplating, elektroanalitik,elektrokoagulasi, elektrokatalis,elektrodialisis dan elektrore8ining
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
9/123
04/24/16
+plikasi lain yang sekarang sedang marakdikembangkan adalah elektrosintesis.
9eknik/metode elektrosintesis adalah suatu (arauntuk mensintesis / membuat dan atau memproduksisuatu bahan yang didasarkan pada teknikelektrokimia
ada metode ini ter"adi perubahan unsur/ senya'akimia men"adi senya'a yang diinginkan Keuntungan metode ini seperti #
• Peralatan yang diperlukan sangat sederhana,
• Potensial elektroda dan rapat arusnya dapatdiatur • ;ingkat polusi sangat rendah dan mudah
dikontrol.
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
10/123
04/24/16 10
$eaksi elektrokimia melibatkan perpindahanelektron ? elektron bebas dari suatu logam kepadakomponen di dalam larutan.
=alam bidang elektrokimia, antaraksi fisika yangpenting adalah antaraksi elektromagnetik.
=asar antaraksi elektromagnetik adalah adanya
gaya tarik atau gaya tolak antara dua muatan, yaitu@/ dan @2.
&ukum ini dirumuskan sebagai &ukum oulomb
DASAR TEORI
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
11/123
04/24/16 11
DASAR TEORI
&ukum oulomb
9arikan dan tolakanantara dua muatan *1 dan 2
dimana' A gaya oulomb
@ A muatan
A tetapan dielektrik
r A jarak antar muatan
C4 A permiti1itas ruang bebas
20
21
4 r
QQ F
κ πε
=
;ntuk menggerakkan muatan dari satu titik ke titik laindiperlukan beda potensial listrik
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
12/123
04/24/16 12
Kekuatan medan listrik yang mengalir melalui
suatu penghantar, misal larutan elektrolit,ditentukan oleh beda potensial dan tahanan
>enurut &ukum #
dimana #
" A kuat arus (mpere)
9 A beda potensial (9olt)
$ A tahanan (
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
13/123
04/24/16 13
.oulomb *"umlah listrik : "umlah listrik yang
diangkut oleh listrik 1 +mpere selama 1detik1 . ) 1+ 1s
dimana :
) "umlah listrik *.oulomb ) kuat arus *+
t ) 'aktu *detik
1 mol elektron ) 1 araday ) 6$00 .oulomb
) t
DASAR TEORI
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
14/123
04/24/16 14
DASAR TEORI
;ahanan ($) : rintangan yang terdapatdalam sistem terhadap arus listrik=ari hukum
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
15/123
04/24/16 1$
K
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
16/123
04/24/16 16
Elektrolit # suatu senya0a yang bila dilarutkandalam pelarut (misal # air), akan menghasilkan
larutan yang dapat menghantar arus listrik Pada suatu larutan elektrolit yang diukur
adalah konduktansinya, bukan tahanannya. Dntuk mengukur hantaran / konduktansi suatu
larutan dapat digunakan alat yang disebut #SEL KONDUKTANSI
Konstanta sel suatu sel konduktansi ( l / )diukur dengan jalan menempatkan suatularutan yang telah diketahui kondukti1itasnya(misalnya Kl) ke dalam sel.
:ilai konstanta sel AAAAA ;etap
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
17/123
04/24/16 17
K
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
18/123
04/24/16 1-
ontoh soal #
. &antaran larutan Kl 4,44H+ mol/ dm adalah
, . 4 I mho. ika konstanta sel 4+ m-,hitunglah kondukti1itas (G) dan konduktansi
spesifik (F) larutan
a0ab #G A K. 7
G A (4+ m-)(,, 4 Imho) A ,+*+.4+ Imh
F A G /% A ,+*+.4+. 4-* mho/m A 4,42 mho.m2
4,44H+J444mol/m mol
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
19/123
04/24/16 1
2. =imensi elektroda yang digunakan dalam selhantaran adalah 4,+ %m dan ,4+ %m. ika
kedua elektroda diikat pada jarak antara 4,+
%m, hitunglah konstanta sel (K)
a0ab #
K A l / A 4,+. 4 -2 m A *,5 m-
(4,+ J 4-2m)(,4+ J 4-2m)
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
20/123
04/24/16 20
3 9ahanan larutan K.l 0,1M dalam suatu selkonduktansi adalah 32$ ohm dan kondukti
#a'ab :
Konstanta sel : K A G / 7 A G $ ) *1,2 mho/m*32$ ohm ) 41 m&1
Kondukti
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
21/123
04/24/16 21
Maka konduktansi spesi8ik =a.l adalah :F A G /% ) 0,$$7 mho m&1 ) 0,011 mho m2 /mol
0,0$ mol/dm3
9ugas :
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
22/123
04/24/16 22
K
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
23/123
04/24/16 23
!etiap gram eki
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
24/123
04/24/16 24
Misal : @ram eki
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
25/123
04/24/16 2$
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
26/123
04/24/16 26
Konduktansi eki
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
27/123
04/24/16 27
100
200
300
Λ
0,5 1,0/2Ekiv/liter
Mho ekiv-1cm2
NaOH
KCl
&
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
28/123
04/24/16 2-
ada pengen(eran tak terhingga *( I o, konduktansi eki >"8$6" BEB6 K >"8$6" BEB6 K
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
29/123
04/24/16 2
ada pengen(eran tak hingga, gaya interionikke(il sekali sehingga akan terlihat konduktansi
yang sesungguhnya
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
30/123
04/24/16 30
#a'ab :
Konduktansi eki
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
31/123
04/24/16 31
Bilangan ;ransport >obilitas "onik
DC+=@+= 9+=!59 : raksi dari "umlaharus total yang diba'a olehsebuahion tertentudisebut bilangan penghantaran
!imbol biltransport kation # t !
anion # t ?
;ntuk suatu elektrolit tertentu :
Diltransport pada pengen(eran tak hingga, %L odisimbolkan dengan :
t+
+ t-
= 1
−+
oo t t dan
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
32/123
04/24/16 32
Diltransport kation dan anion dapat ditentukan dengan(ara :
• Metode ittor8 yaitu Mengukur perubahankonsentrasi elektrolit disekitar katoda dan anodasaat elektrolisis, artinya biltransport tergantungpada konsentrasi
• Menggunakan mobilitas ioniknya atau metodepembatasan yang bergerak
t& ) umlah gran eki1alen elektrulit yang hilang dari katoda umlah gran eki1alen logam yang diendapkan dalam %oulometer
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
33/123
MOBI ITAS IONIK !" :
Ca"u gerakan suatu ion *m/det yang melalui suatumedan dengan gradien potensial 1 obilitas "onik #
dimana : % ) "arak *m
t ) 'aktu *detik dL/d% ) kekuatan medan *
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
34/123
04/24/16 34
Konduktansi "uga dipengaruhi oleh mobilitas ionik !atuan Mobilitas onik : m2 B&1 s&1 Kekuatan medan dihitung dengan rumus :
E A d € /dx A I / A G #ika G ) "umlah muatan ion * G dan G & ,
sedangkan ( adalah konsentrasi *( dan ( &
*mol/m3
, maka dalam larutan terdapat :G( eki
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
35/123
04/24/16 3$
#ika u dan u& adalah mobilitas kation dan anion :
G() G&(&, maka
ada konsentrasi tertentu : J) Gu atau J& ) G&u&
atau :
F z u
F z u
−
−
−
+
+
+
=
=
λ
λ
Λ = (z+c+u++ z-c-u-) F
Λ = (u+ + u-) F = λ++ λ-
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
36/123
04/24/16 36
Karena biltransport merupakan 8raksi total arusyang diba'a oleh ion, maka :
dan
+tau dan
!ehigga t + t ) 1
;ntuk pengen(eran tak hingga :
dan
−+
+
+
+=
uu
ut −+
−
−
+=
uu
ut
Λ=
+=
+
−+
+
+
λ
λ λ
λ t
Λ=
+=
−
−+
−
−
λ
λ λ
λ t
o
o
ot
Λ=
+
+ λ
o
oot
Λ=
−− λ
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
37/123
04/24/16 37
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
38/123
04/24/16 3-
Mobilitas ionik : untuk anion 5&
K5=F;K9+=! 5=KKonduktansi spesi8ik setiap ion pada pengen(eran tak
hingga :
dimana
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
39/123
04/24/16 3
ontoh 6oal
3 Konduktan spesi8ik .l pada 0,0$M adalah 3
10&4
mho m2
mol&
dan bilangan transport ion
adalah 0,-2 itunglah konduktansi spesi8ik ion dan .l N
MB #
;ntuk :J ) t H.l) *0,-2 *3 10&4mho m2 mol N
) 330,-0 10&4
mho m2
mol&
;ntuk .l&
J.l& ) *1N 0,-2 *3 10&4mho m2 mol N ) 6-,2410&4mho m2 mol N
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
40/123
04/24/16 40
http://../Mikrobiologi/animation/anim-8_files/manwave.gif
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
41/123
04/24/16 41
Alektrokimia adalah (abang dari ilmu kimiayang mempela"ari perubahan Anergi Cistrikdan Anergi Kimia
roses elektrokimia menerapkan prinsipreaksi AF5K!
Anergi kimia &&&&&&&O Anergi Cistrik
*reaksi spontan &&&&&&&O sel @al
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
42/123
04/24/16 42
Ter!"#$#%!Re'
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
43/123
04/24/16 43
!etengah reaksi oksidasi ter"adi di anodaAlektron diberikan olehsenya'a teroksidasi *Gat pereduksi dan
meninggalkan sel melalui anoda !etengah reaksi reduksi ter"adi di katoda
Alektron diambil oleh senya'a tereduksi
*Gat pengoksidasi dan masuk sel melaluikatoda
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
44/123
04/24/16 44
a. Logam Zn dimasukan kedalam larutan yang mengandung Cu2+b. Logam Cu mengendap dan logam Zn larut c. Logam Cu dimasukkan ke dalam larutan
yang mengandung Ag+d. Logam Ag mengendap dan logam Cu larut
(biru)
SelElektrokimia
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
45/123
04/24/16 4$
Fe"#e" !"! *er$"%u"% ecr #"t"Re'! "% ter.&! &$/ **
AOA ('utu* - ) "( ---4 "2+() + 2e(#'!&!)
KATOA ('utu* +) 6u2+() + 2e ---4 6u () (re&u'!)
Re'! t#t$ "()+ 6u2+()---4 "2+()+ 6u()
7!' re'! &!t &!uu" e&e!'!" ru
&e"%" eer"%'t $t "% &te*"%'!t'" ru $!tr!' &r! re'!#"t" tere*ut ' eer"%'t $ttere*ut &!e*ut ---4 8EL 9AL:AI ATA; 8EL:OLTA
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
46/123
04/24/16 46
A&" $!r" e$e'tr#" &r! "#& 'e 't#&e"u".u''" &" er*e&" #te"!$ "tr"#& &" 't#&
7!' &!u'ur &e"%"
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
47/123
04/24/16 47
8e*u/ %r!
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
48/123
04/24/16 4-
!el @al
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
49/123
04/24/16 4
ada sel @al
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
50/123
04/24/16 $0
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
51/123
04/24/16 $1
Tra%!&ort mata% 'alam !el
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
52/123
04/24/16 $2
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
53/123
04/24/16 $3
Ko%!trk!i 'a% O&era!i Sel
(olta
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
54/123
04/24/16 $4
Elektron mengalir melalui sirkuit luar dari anoda (Nn)
menuju elektroda u (katoda
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
55/123
04/24/16 $$
!etengah sel oksidasi: anoda berupa batang
logam Qn di(elupkan dalam Qn!54 !etengah sel reduksi: katoda berupa batanglogam .u di(elupkan dalam .u!54
9erbentuk muatan relati8 pada kedua elektroda
dimana anoda bermuatan negati8 dan katodabermuatan positi8 Kedua sel "uga dihubungkan oleh "embatan
garam Fimungkinkan menggunakan elektroda inakti8
yang tidak ikut bereaksi dalam sel
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
56/123
04/24/16 $6
Sel (olta 'e%#a% Elektro'aI%akti$
Graft|I2
(s)|I-(aq) H║ +(aq), MnO4
-(aq), Mn2+
(aq)|Graft
k
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
57/123
04/24/16 $7
A!&ekThermo'i%amika
Menin"au kespontanan reaksi sel elektrokimia Filihat dari perubahan energi @ibbs standar,hubungan tegangan sel dinyatakan : R@o ) & n Ao atau
R@o ) & G Aodimana
G ) n ) "umlah elektron yang terlibat
) bilangan araday ) 6$00 ./molAosel ) daya gerak listrik *F@C standar
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
58/123
04/24/16 $-
;ntuk reaksi spontan : R@ ) * & &&&&O Asel ) * non spontan : R@ ) * &&&&O Asel ) *&
seimbang : R@ ) 0 &&&&O Asel ) 0 ;ntuk proses spontan Asel S 0, semakin positi8
Asel semakin banyak ker"a yang bisa dilakukanoleh sel
!atuan yang digunakan : 1 B ) 1 #/.
otensial sel sangat dipengaruhi oleh suhu dan
konsentrasi, oleh karena itu potensial sel standardiukur pada keadaan standar *2-o K, 1 atm untukgas, 1 M untuk larutan dan padatan murni untuksolid
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
59/123
04/24/16 $
ada dasarnya semua "enis sel elektrolisistermasuk elektrosintesis selalu berlaku
hukum araday yakni:• #umlah perubahan kimia yang ter"adidalam sel elektrolisis, sebanding denganmuatan listrik yang dile'atkan di dalam sel
tersebut • #umlah muatan listrik sebanyak 6$00
(oulomb akan menyebabkan perubahansuatu senya'a sebanyak 1,0grameki
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
60/123
04/24/16 60
u!
Larutan zinksulfat Larutan
kuprum (II)sulfat
Contoh: Proses elektrokimia dalam Sel Daniell
Membran berpori
Logam zink
Gambar : Sel Daniell menggunakan membran berpori
Logam kuprum
8
Gambar 1
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
61/123
04/24/16 61
Zink sulfat kuprum(II)sulfat
Jembatan garam
Logamkuprum
Gambar : Sel Daniell menggunakan embatan garam
Gambar !:
G
Logam "ink
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
62/123
04/24/16 62
Potensial Elektroda 6tandar (EPotensial Elektroda 6tandar (Eoo/2/2))
otensial elektroda standar adalah potensial yangterkait dengan setengah reaksi yang ada *'adahelektroda
Menurut kesepakatan potensial elektroda standar
selalu ditulis dalam setengah reaksi reduksi Dentuk teroksidasi ne bentuk tereduksi Eo/2 sel otensial elektroda standar seperti halnya besaran
termodinamika dapat dibalik dengan mengubahtandanyaEo!el ) E
okat - E
oa%o
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
63/123
04/24/16 63
Aosel daya gerak listrik *F@C standar Fitentukan dengan asumsi akti8itas ) 1=ilai Aosel ditentukan dari besarnya
potensial elektroda *reduksi standar Ao!ebagai standar Ao idrogen
• Dila Ao S Ao 2 reduksi• Dila Ao T Ao 2 oksidasi
+tau :Eo!el ) E
ore' - E
ook!
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
64/123
04/24/16 64
Elektroda &idrogen 6tandar Elektroda &idrogen 6tandar
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
65/123
04/24/16 6$
lmu'an telah menyepakati untuk memilihsetengah reaksi ru"ukan dengan nilai 0 untukreaksi:2*aU, 1 M 2e 2*g, 1 atm Aoru"ukan ) 0,00
2*g, 1 atm 2*aU, 1 M 2e NAoru"ukan) 0,00
Fengan nilai ru"ukan ini kita bisa menyusun sel
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
66/123
04/24/16 66
Alektroda idrogen standar, terdiri dari elektroda t yang dilapisi t&hitam
Alektroda di(elupkan dalam larutan asam dengan akti8itas, a ) 1 dan dialiri /digelembungkan gas 2 dengan tekanan 1 atm
t bertindak sebagai katalis reaksi dekomposisi2 ))))S eaksi ini diikuti dengan pelepasanelektron membentuk proton : ))))S*aU e&
ada kondisi a ) 1 ) 1atm, dianggappotensial ) nol
Elektro'a Hi'ro#e% Sta%'ar
Elektro'a Hi'ro#e%
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
67/123
04/24/16 67
Alektroda idrogen !tandard disebut standardprimer , kerana ia ditakri8kan
Alektroda idrogen sukar dibuat dan digunakan,sehingga dipakai elektroda pembanding lain yang
telah distandarisasi dengan elektroda idrogen, Alektroda pembanding ini disebut 6tandard
sekunder yang dibuat berdasarkan standardprimer
Fengan menggabungkan elektroda lain denganelektroda idrogen standar, maka @@C elektrodalain dapat ditentukan
Elektro'a Hi'ro#e%Sta%'ar
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
68/123
04/24/16 6-
!tandard sekunder digunakan dalam praktekkarena standard primer sukar disediakan
.ontoh standar sekunder ialah elektroda +g, +g.l standard!etengah reaksinya adalah:
+g.l*s e +g*s .l N*aU Ao ) 022233 B !atu lagi elektroda standar sekunder adalah
elektroda kalomel
Vg2.l2*s e g*( .l N*aU Ao ) 03337 B*K.l 01 m 02412 B "ika K.l "enuh
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
69/123
04/24/16 6
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
70/123
04/24/16 70
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
71/123
04/24/16 71
Fari tabel potensial elektroda standar untuk
setengah reaksi reduksi, terlihat bah'a elektrodahidrogen * W 2 W t merupakan batas pembandingdengan nilai potensial 0,0000 B
Dila elektroda pengukur mempunyai nilai lebih besardari elektroda hidrogen *bernilai positi8, makaelektroda tersebut mempunyai ke(enderunganuntuk tereduksi *bersi8at oksidator
Dila elektroda pengukur mempunyai nilai lebih ke(ildari elektroda hidrogen *bernilai negati8, maka
elektroda tersebut mempunyai ke(enderunganuntuk teroksidasi *bersi8at reduktor
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
72/123
04/24/16 72
Penentuan 887 6tandar 6el (EPenentuan 887 6tandar 6el (Eooselsel"
=ilai Aosel ditentukan dengan rumusAosel ) Aoreduksi N Aooksidasi
Aored adalah nilai potensial elektroda standarpada elektroda yang mengalami reduksi
Aooks adalah nilai potensial elektroda standardari elektroda yang mengalami oksidasi
Misal suatu sel elektrokimia :
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
73/123
04/24/16 73
Misal, suatu sel elektrokimia :t, 2*1barW*1m XX .l N *1mW+g.l*sW+g,
Ao
) 03337 BKatoda terdiri dari logam +g, yang bersentuhandengan larutan +g.l dan kedua&duanya terendamdalam larutan K.l dengan konsentrasi ion .l N 1m
eaksi sel: +noda : 2*aU 2e 2*g Ao ) 000 BKatoda: +g.l*s e +g*s .l N*aU
03337 B
9otal reaksi :V2*g +g.l*s *aU +g*s .l*aUAo ) Aored N Aooks ) 03337 & 000 ) 03337 B
Fari tabel data Ao standard, V reaksi :
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
74/123
04/24/16 74
Fari tabel data A standard, V reaksi :52 4 4e 225 Ao ) 122 B
Mn54&
-
$e Mn2
425 Ao
) 1$2 B@abungkan dua setengah reaksi ini sehinggamenghasilkan sel elektrokimia
Misalkan:
+noda : $52 20 20e 1025Katoda : 4Mn54& 32 20e 4Mn2 1625
eaksi total : 4Mn54& 12 4Mn2 625 $52
Ao ) Aored N Aooks ) 1$2 & 122 ) 021 B
Maka,susunan sel adalah : 25 W 52 XX Mn54& W Mn 2
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
75/123
04/24/16 7$
#ika kita menggabungkan dua V reaksi tadi
sebaliknya :Y+nodaZ : 4Mn54& 32 20e 4Mn2 1625YKatodaZ : $52 20 20e 1025
eaksi 9otal :4Mn2 625 $52 4Mn54& 12Ao ) Aored N Aooks ) 122 & 1$2 ) & 021 B
=ilai Ao yang negati8 menun"ukkan bah'a gabungandi atas adalah YterbalikY, anoda seharusnyamen"adi katoda dan katoda men"adi anoda
Penentuan 887 6el (EPenentuan 887 6el (E ) dan) dan
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
76/123
04/24/16 76
Penentuan 887 6el (EPenentuan 887 6el (Eselsel) dan) dan
Perubahan Energi Bebas 8ibbs (O8)Perubahan Energi Bebas 8ibbs (O8)
Deda potensial antara elektroda kanan *reduksidan elektroda kiri *oksidasi ditentukan denganperhitungan @@C sel *Asel
danDila nilai 887 sel positif , maka O8 negatif dan
reaksi berlangsung se(ara spontan.
!edangkan bila 887 sel negatif ,maka O8 positif dan reaksi berlangsung tidak spontan
sel nFE G −=∆ o
sel
o
nFE G −=∆
Menurut kesetimbangan kimia,
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
77/123
04/24/16 77
g ,
Dila perubahan energi @ibbs dinyatakan sebagaipotensial kimia, maka
#ika nilai [i disubstitusi ke persamaan R@, maka
+tau :
Q RT GGo ln+∆=∆
i
o
ii RT ln+= µ µ
i
ii
o
sel sel RT nFE nFE ν Π+−=− ln
K nF
RT E E
o
sel sel ln−=
Persamaan :ernst
K d l h t t k ti b
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
78/123
04/24/16 7-
K adalah tetapan kesetimbangan yangnilainya sama dengan perbandingan akti8itas
spesi teroksidasi terhadap spesi tereduksi
ada kesetimbangan, nilai Asel
) 0 sehingga
Maka nilai K pada kesetimbangan dapatditentukan :
)*
)*
reduksi
oksidsi
K =
K nF
RT E
o
sel ln=
RT
nFE o sel
e K =
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
79/123
04/24/16 7
.ontoh !oal 1:itung Aosel pada 2$o. untuk sel berikut :
.d \ .d 2 ] .u 2 \ .u
#a'ab :eduksi : V .u 2 e& )) V .u Ao ) 0,33 B5ksidasi : V .d )) V .d 2 e&Ao ) & 0,4022 B
9otal : .u 2 .d )) .u .d 2 Aosel) 0,7412 B
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
80/123
04/24/16 -0
ontoh 6oal 2. .arilah potensial standar (ell ,A(ell, diba'ah ini
dan prediksikan arah aliran ele(tron bila keduaele(troda ini dihubungkan
.u(s) W .u2
WW .l N
W +g.l(s) W +g(s)
#ika diketahui potensial reduksi standar :.u 2 W .u ) 0,337
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
81/123
04/24/16 -1
!a"ab# eaksi total untuk (ell ini :
2 +g(s) 2 .l N(aq) .u 2( aq) ^ +g.l(s) .u(s)
ada reaksi ini ter"adi re
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
82/123
04/24/16 -2
.ontoh !oal 3 itung E° untuk ele(troda e 3/ e(s) dari data
potential standar e3
/e2
dan e2
/e(s) Jawab: Fari perhitungan data potensial reduksi, hitung RG°
sebagai berikut :(i) e3 e – ^ e2 E°1 ) 771 < , RG°1 ) N771F (ii) e2 2 e – ^ e*s E°2 ) N 440
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
83/123
04/24/16 -3
ontoh 6oal .
!uatu ob"e(t logam yang akan dilapisi dengan.u ditempatkan dalam larutan .u!54 a) Ke elektroda manakah ob"e(t logam harus
dihubungkan supaya arus bisa dialirkan>b) Derapa berat .u yang dapat terendapkan
"ika arus sebesar 022 amp mengalir dalamrangkaian sel selama 1$ "am>
$en%elesaian #
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
84/123
04/24/16 -4
a) !elama ion .u2 direduksi, ob"e(t logambertindak sebagai katoda dan harus dihubungkan
ke terminal negati8 *tempat dari mana elektronmengalirb) Danyaknya muatan yang mele'ati sel adalah :
*022 amp _ *$400 se( ) 1200 ( atau*1200 ( ` *6$00 ( N1 ) 0012 !elama reduksi, 1mol ion .u2 memerlukan 2 molelektron, maka masa .u yang mengendap adalah:
*63$4 g mol N1 *0$ mol .u/ *0012 ) 03 g.u
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
85/123
04/24/16 -$
c#rrent *ampere adalah banyaknyamuatan yang dipindahkan atau mengalirper detik 1 amp ) 1 (/se(
$ower *'atts yaitu banyaknya ener%& yang diproduksi atau dikonsumsi1 ' ) 1 #/se( ) 1
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
86/123
04/24/16 -6
ontoh soal + Derapa daya listrik yang dibutuhkan untuk
menghasilkan 1 metri( ton *1000 kg gas(hlorine dari larutan brine, bila diasumsikan(ell beroperasi pada 20
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
87/123
04/24/16 -7
Muatan dalam (oulomb :*6$00 (/ _ *2-600 ) 276 _ 10 (
Cama ele(trolysis: *3600 s/h % *24 h ) -6400 s +rus yang mengalir :
*276 _ 10 +&se( ` *-6400 se( ) 32300 amps Faya *
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
88/123
04/24/16 --
1 ermanganat bereaksi dalam larutan basadengan ion oksalat membentuk ion karbonat danmangan dioksida padat !eimbangkan reaksi
redoks berikut:Mn54&*aU .2542&*aU Mn52*s .532&*aU
2 !eimbangkan persamaan reaksi berikut dengansuasana larutan basaMn54&*aU &*aU Mn542&*aU 53&*aU
T;9A8 ;T;K IKER7AKA
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
89/123
04/24/16 -
3itunglah @@C standar untuk se&sel diba'ah inidengan menggunakan tabel potensial reduksistandar
Qn\ Qn 2 *1M] 2 *1M\ 2 *g,1atmt Qn \ Qn 2 *1M ] .u 2 *1M \ .u .u \.u 2 *1M ] e 2 *1M, e3*1M \t t, 2*1 barW *1 m XX .l N *01m Wg2.l2*sWg
Duatkan V reaksi oksidasi dan redaksi serta reaksitotal untuk ketiga sel diatas
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
90/123
04/24/16 0
4 !uatu sel
*e%i! *e%i! Elektro'a*e%i! *e%i! Elektro'a
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
91/123
04/24/16 1
*e%i!-*e%i! Elektro'a *e%i!-*e%i! Elektro'a
SelSel Elektroda logam ? ion logam
• caitu elektroda yang berisi logam yangberada dalam kesetimbangan dengan larutanionnya, (ontohnya elektroda u u 2! .
Elektroda amalgam• +malgam adalah larutan logam dalam g (air
ada elektroda ini, amalgam logam M akanberada dalam kesetimbangan dengan ionnya*M 2 Cogam N logam akti8 seperti :a dana dapat digunakan sebagai elektrodaamalgam.
enis-enis Elektroda 6el
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
92/123
04/24/16 2
Elektroda redoks
• caitu elektroda yang melibatkan reaksireduksi N oksidasi di dalamnya, (ontohnyaelektroda t W e 3 , e 2
Elektroda logam ? garam tak larut
• Alektroda ini berisi logam M yang beradadalam kesetimbangan dengan garam sangatsedikit larutnya
• .ontoh : elektroda +g N +g.l yang terdiri darilogam +g, padatan +g.l, dan larutan yangmengandung ion .l& dari K.l atau .l
El kt d
enis-enis Elektroda 6el
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
93/123
04/24/16 3
Elektroda gas
• caitu elektroda yang berisi gas yang beradadalam kesetimbangan dengan ion N iondalam larutan, misalnya elektroda t W 2*g W*aU
Elektroda non logam non gas• caitu elektroda yang berisi unsur selainlogam dan gas, misalnya elektroda brom *t WDr 2*l W Dr &*aU dan yodium *t W 2*s W &*aU
Elektroda membran
• caitu elektroda yang mengandung membransemi permiabel
6el Konsentrasi
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
94/123
04/24/16 4
6el Konsentrasi
!el Konsentrasi : sel yang reaksi totalnya hanyaberupa perubahan konsentrasi
ada sel konsentrasi, kedua elektroda dalam selsama erbedaan keduanya terletak pada
konsentrasi larutan ion&ionnya Konsentrasi anodaberbeda dengan konsentrasi katoda eaksi keseluruhan adalah perpindahan materi
dari konsentrasi *akti
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
95/123
04/24/16 $
Penentuan p&
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
96/123
04/24/16 6
Penentuan p&
Konsentrasi ion pada larutan aq#eo#s
dapat ber
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
97/123
04/24/16 7
p p g gghidrogen (sebagai elektroda pengukur ) dan
elektroda kalomel (sebagai elektroda
pembanding ) Kedua elektroda dihubungkan oleh "embatan
garam, dengan notasi sel
Pt &2(g) &!(a&!) l- &g2l2 &g. eaksi setengah sel yang ter"adi pada kedua
elektroda adalah
V g2.l2 e&
)) g .l&
Eo
) 0,2-02 B e& )) V 2*g Eo ) 0,0000 B
=ilai @@C untuk sel diatas adalah :
[ ]
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
98/123
04/24/16 -
[ ][ ]reduksioksidsi
sel sel lo+0&%1#0
0−Ε =Ε
[ ]
−Ε =Ε
+
0
0
2
lo+0&%1#0
!
!
H
H sel sel
#ika 2 ) o
Asel ) Aosel N 0,0$1 log a) 0,2-02 B N 0,0$1 log a
Asel & 0,2-02 ) & 0,0$1 log a
Asel & 0,2-02 ) 0,0$1 p , maka :
0&%1#0
2,02#0−= sel E
"H
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
99/123
04/24/16
engukuran p biasanyatidak dilakukan denganelektroda hidrogen, tetapidengan elektroda ka(a,untuk menghindari
keterlibatan ion hidrogendari elektroda *yang dapatmempengaruhi pengukuran
Alektroda ka(a terdiri dari
elektroda kalomel atauelektroda +g N +g.lElektroda ka%a dan elektroda
kalomel dalam p&meter
Baterei
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
100/123
04/24/16 100
Baterei
Daterei adalah sel elektrokimia yang dapatdigunakan sebagai sumber arus searah dengantegangan konstan
kumulator (ki)
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
101/123
04/24/16 101
7ead-a%id storage %ell
5+ - 8aston PlantQ *ren(h
kumulator (ki)
Baterei Kering (-Nn)
http://www.geocities.com/bioelectrochemistry/plante.htmhttp://www.geocities.com/bioelectrochemistry/plante.htm
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
102/123
04/24/16 102
Baterei Kering ( Nn)
Nn (s) AAA Nn 2! (aR) ! 2e (anoda) 2>nn2
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
103/123
04/24/16 103
Daterai sekali pakai disebut "uga denganbaterai primer, sedangkan baterai isiulang disebut dengan baterai sekunder
Daterai primer hanya bisa dipakai sekali,karena menggunakan reaksi kimia yangbersi8at irre'ersible (
Daterai sekunder dapat diisi ulang
karena reaksinya re'ersible
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Reversible_reaction&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Reversible_reaction&action=edit&redlink=1
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
104/123
04/24/16 104
,aterei
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
105/123
04/24/16 10$
,atereialkali%
eaksi pada Daterei alkalin
Qn *s 25&
*aU )) Qn5 *s 25 2e *anoda Mn52 *s 25 2e)) Mn253 *s 25 & *aU
*katoda
Edison %ell
http://www.worldwideschool.org/library/books/hst/biography/Edison/chap48.htmlhttp://www.worldwideschool.org/library/books/hst/biography/Edison/chap48.html
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
106/123
04/24/16 106
Baterei Perak
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
107/123
04/24/16 107
Korosilogam karena proses elektrokimia
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
108/123
04/24/16 10-
!alah satu (ara untuk menghidari korosi besi selain denganmelapisinya "uga dapat dengan
(ara yang disebut Perlindungan Katodik *menyambungkan besi dengan logam lainyang lebih mudah teroksidasi
9erlihat paku yang disambung dengan Qn
tidak mengalami korosi, sedangkan pakubesi yang lain mengalami korosi
Elektrolisis
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
109/123
04/24/16 10
ElektrolisisAlektrolisis adalah proses dimana energi
listrik digunakan agar reaksi kimia yangtidak spontan dapat ter"adi
.ontoh : Alektrolisis =a.l (air
:a!(l) ! e )) :a(l)(katoda)
2l-(l)AA l2 (g) ! 2e(anoda)
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
110/123
04/24/16 110
Elektroli!i! Larta%
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
111/123
04/24/16 111
Nal
A&lika!i Elektroli!i!
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
112/123
04/24/16 112
&
enyepuhan atau Ale(troplating
.ro'k!i
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
113/123
04/24/16 113
.ro'k!iAlm%im
D a#ram E ectro ! !&a'a
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
114/123
04/24/16 114
re%i%# almi%m
.ro'k
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
115/123
04/24/16 11$
.ro'k !iNatrim
"ndustry %hloralkali
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
116/123
04/24/16 116
"ndustry %hloralkali Ale(trolysis brine untuk
produksi skala industri(hlorine dan soda (austi(*sodium hydro%ide
6kema diagram %ell produksi %hlorine
Fue$ ce$$ 8e$ @/" @'r
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
117/123
04/24/16 117
rinsip sel bahan bakar pertama kalididemonstrasikan tahun 1-3 oleh 6ir Milliam8ro1e *ahli kimia amatir
+ir bisa dide(omposisi "adi hydrogen dano%ygen dengan ele(trolysis @ro
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
118/123
04/24/16 11-
'eaksi $aa #el cell )ro'e :
anoa: 2(%) ^ 2 2e – E° ) 0 <
katoa: V 52 2 2e – ^ 25(l) E° ) 123 <*otal : 2(%) V 52(%) ^ 25(l) E° ) 123 <
9ahun 1$ 8uel (ell hydrogen&o%ygendikembangkan oleh 'ran%is ;homas Ba%on *Angland
noa : 2*g 2 5 N
^ 2 25 2 e –
E° ) 0
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
119/123
04/24/16 11
6kema fuel %ell Shydrogen-oJygenTmodern
'uel %ell menghasilkan potensial listrik dengan %ara
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
120/123
04/24/16 120
'uel %ell menghasilkan potensial listrik dengan %ara
SmembakarT bahan bakar pada kondisi tertentu
Figolongkan menurut suhuker"a
• 6uhu rendah (2+ ? 44o
)• 6uhu sedang (44 ? +44o)• 6uhu tinggi (+44 ? 444o)• 6uhu sangat tinggi
(U444o)
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
121/123
04/24/16 121
Kelebihan sel bahan bakar :• Pada suhu tinggi tidak
memerlukan katalis kuat
• =apat digunakan untkpesa0at ruang angkasa• ir yang dihasilkan dapat
dikonsumsi
•Efisiensi V H+W
Portable fuel %ell dikembangkan :6
Stoikiometri &a'a
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
122/123
04/24/16 122
Elektroli!i!1 mol elektron ) 1 araday ) 6$00 .oulomb
1 . ) 1+ 1s* ) % t
Cangkah&langkah untuk menentukan "umlah Gat yang
direduksi atau dioksidasi dalam elektrolisis :
+rus*+ dan aktu * detik Muatan *.oulomb
#umlah mol elektron #umlah mol Gat yangtereduksi atau teroksidasi gram Gat yangtereduksi atau teroksidasi
8/18/2019 3, 4 & 5. Elektrokimia Lengkap.ppt
123/123
Thank you for your attention