download soal

klik di sini soalnya

ELEKTROKIMIA DAN ELEKTROLISIS

Dalam elektrokimia, potensial elektrokimia, yang terkadang disalah artikan sebagai kepanjangan dari ECP, merupakan sebuah ukuran termodinamika yang mengombinasikan konsep energi yang disimpan dalam bentuk potensial kimia dan elektrostatik. Diekspresikan dalam unit Joule/mol, potensial elektrokimia merupakan hal yang penting dalam proses biologis yang melibatkan difusi molekuler antar membran serta dalam berbagai aplikasi industri seperti baterai dan sel bahan bakar.

SEL ELEKTROKIMIA

Sel Volta/Galvani
1. terjadi perubahan : energi kimia -> energi listrik
2. anode = elektroda negatif (-)
3. katoda = elektroda positif (+)

Sel Elektrolisis
1. terjadi perubahan : energi listrik -> energi kimia
2. anode = elektroda positif (+)
3. katoda = elektroda negatif (-)


KONSEP-KONSEP SEL VOLTA

Sel Volta
I. Derat Volta/Nerst
a. Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn
Fe Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au
b. Makin ke kanan, mudah direduksi sukar dioksidasi
Makin ke kiri, mudah dioksidasi sukar direduksi
II. Prinsip
1. Anoda terjadi reaksi oksidasi ; Katoda terjadi reaksi reduksi
2. Arus elektron : anoda -> katoda ; Arus listrik : katoda -> anoda
3. Jembatan garam: menyetimbangkan ion-ion dalam larutan


MACAM SEL VOLTA

1. Sel Kering atau Sel Leclance
= Katoda : Karbon
= Anoda :Zn
= Elektrolit : Campuran berupa pasta : MnO2 + NH4Cl + sedikit Air
2. Sel Aki
= Katoda: PbO2
= Anoda : Pb
= Elektrolit: Larutan H2SO4
= Sel sekunder
3. Sel Bahan Bakar
= Elektroda : Ni
= Elektrolit : Larutan KOH
= Bahan Bakar : H2 dan O2
4. Baterai Ni - Cd
= Katoda : NiO2 dengan sedikit air
= Anoda : Cd


POTENSIAL ELEKTRODA

1. Pengertian
Merupakan ukuran terhadap besarnya kecenderungan suatu unsur untuk melepaskan atau mempertahankan elektron

2. Elektroda Hidrogen
- E° H2 diukur pada 25° C, 1 atm dan {H+} = 1 molar
- E° H2 = 0.00 volt

3. Elektroda Logam
- E° logam diukur terhadap E° H2
- Logam sebelah kiri H : E° elektroda <> 0

4. Cara Menghitung Potensial Elektroda Sel
1. E° sel = E° red - E° oks
2. E sel = E° sel - RT/nF ln C
Pada 25° C :
E sel = E° sel - 0.059/n log C

Elektroda tergantung pada :
- Jenis Elektroda
- Suhu
- Konsentrasi ionnya

Keterangan:
E° = potensial reduksi standar (volt)
R = tetapan gas - [ volt.coulomb/mol.°K] = 8.314
T = suhu mutlak (°K)
n = jumlah elektron
F = 96.500 coulomb
C = [bentuk oksidasi]/[bentuk reduksi]

KOROSI

1. Prinsip
Proses Elektrokimia
Proses Oksidasi Logam
2. Reaksi perkaratan besi
a. Anoda: Fe(s) -> Fe2+ + 2e
Katoda: 2 H+ + 2 e- -> H2
2 H2O + O2 + 4e- -> 4OH-
b. 2H+ + 2 H2O + O2 + 3 Fe -> 3 Fe2+ + 4 OH- + H2
Fe(OH)2 oleh O2 di udara dioksidasi menjadi Fe2O3 . nH2O

Sel elektrolisis
Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang menimbulkan terjadinya reaksi redoks yang tidak spontan dengan adanya energi listrik dari luar. Contohnya adalah elektrolisis lelehan NaCl dengan electrode platina. Contoh lainnya adalah pada sel Daniell jika diterapkan beda potensial listrik dari luar yang besarnya melebihi potensial sel Daniell.

Elektrolisis lelehan NaCl dengan elektroda Pt

Gambar Elektrolisis lelehan NaCl


Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang menimbulkan terjadinya reaksi redoks yang tidak spontan dengan adanya energi listrik dari luar. Pada sel elektrolisis, katoda bermuatan negatif dan anoda bermuatan positif.
Sel elektrolisis terdiri dari sebuah wadah, elektroda, elektrolit, dan sumber arus searah.
Elektron (listrik) memasuki sel elektrolisis melalui kutub negatif (katoda). Spesi tertentu dalam larutan menyerap elektron dari katoda dan mengalami reduksi. Dan spesi lain melepas elektron di anoda dan mengalami oksidasi. Namun, muatan elektrodanya berbeda.


Reaksi-reaksi di Katoda (Reduksi)
Reaksi di katoda bergantung pada jenis kation dalam larutan. Jika kation berasal dari logam-logam aktif (logam golongan IA, IIA, Al atau Mn), yaitu logam-logam yang potensial standar reduksinya lebih kecil (lebih negatif daripada air), maka air yang tereduksi. Sebaliknya, kation yang disebutkan di atas akan tereduksi. Elektroda negatif (katoda) tidak mungkin ikut bereaksi selama elektrolisis karena logam tidak ada kecenderungan menyerap elektron membentuk ion negatif.

Spesi apa yang terlibat dalam reaksi katoda dan anoda bergantung pada potensial elektroda dari spesi tersebut. Potensial elektroda juga dipengaruhi konsentrasi dan jenis elektrodanya. Spesi yang mengalami reduksi di katoda (bermuatan negatif) adalah spesi yang potensial reduksinya paling besar. Spesi yang mengalami oksidasi (bermuatan positif) di anoda adalah spesi yang potensial oksidasinya paling besar.

Reaksi-reaksi di Anoda (Oksidasi)
Elektoda positif (anoda) mungkin saja ikut bereaksi, melepas elektron dan mengalami oksidasi. Kecuali Pt dan Au, pada umunya logam mempunyai potensial oksidasi lebih besar daripada anion sisa asam. Sehingga, jika anoda tidak terbuat dari Pt, Au, atau grafit (ketiganya merupakan elektroda inert), maka anoda itu akan teroksidasi.

Elektrolisis larutan kuprum II sulfat:elektrod karbon


lihat tambahan pembelajaran di sini