ELEKTROKIMIA

Elektrokimia adalah proses yang berkaitan dengan reaksi kimia untuk menghasilkan energi listrik atau sebaliknya. Penggunaan sel elektrokimia dalam skala besar adalah pada pertambangan mineral, accu, penyepuhan logam. Sel elektrokimia terbagi menjadi 2 macam, yaitu: sel volta dan sel elektrolisis

SEL VOLTA

Sel volta          : reaksi kimia yang menghasilkan energi listrik. Sel volta ditemukan oleh Luigi Galvani dan Alessandro Volta

Logam seng dicelupkan ke dalam larutan ZnSO₄ dan logam Cu dicelupkan ke dalam larutan CuSO₄, kedua logam ini bertindak sebagai elektrode yang dihubungkan dengan kawat dan jembatan garam.  Pada proses sel volta logam nikel akan melepaskan elektron Zn²⁺ dan mengalir melalui kawat penghubung. Elektron dari Ni diterima oleh Cu²⁺ dan membentuk endapan logam Cu

Jenis elektrode terbagi menjadi dua, yaitu:

1.      Katode : merupakan tempat berlangsung reaksi reduksi (elektrode positif)

2.      Anode : merupakan tempat berlangsung reaksi oksidasi (elektrode negatif)

Reaksi redoks sel volta pada gambar adalah

Katode (reduksi)       : Cu²⁺ + 2e^- → Cu

Anode (oksidasi)      : Zn → Zn²⁺ + 2e^-

                                                                                               +

Reaksi redoks           :  Cu²⁺ + Zn → Zn²⁺ + Cu

Penulisan reaksi sel tersebut dapat ditulis pula dengan diagram sel

Zn │ Zn²⁺ ║ Cu²⁺ │Cu          

Ruas kiri anode sedangkan ruas kanan katode. Jembatan garam berfungsi untuk menyetarakan/mengekivalensikan kelebihan muatan masing-masing larutan.

PERHITUNGAN POTENSIAL SEL

Esel = E°katode - E°anode

Esel = E°reduksi - E°oksidasi

Contoh:

Berdasarkan tabel potensial elektrode logam

Cu²⁺ + 2e^- → Cu                    E° = +0,25 volt

Zn²⁺ + 2e^-  →  Zn                        E° = -0,76 volt

Dari data tersebut yang harus ditentukan lebih dahulu adalah menentukan katode dan anode. Katode diambil dari nilai potensial sel yang lebih positif yaitu Cu sedangkan anode diambil dari nilai potensial yang lebih negatif yaitu Zn. Karena semua data berlangsung reaksi reduksi maka untuk anode reaksi redoks dibalik dan harga potensial sel menjadi berlawanan dari nilai sebelumnya jika + menjadi – atau sebaliknya. Maka akan diperoleh reaksi sel volta sebagai berikut:

Katode (reduksi)       : Cu²⁺ + 2e^- → Cu                 E° = +0,25 volt

Anode (oksidasi)      : Zn → Zn²⁺ + 2e^-                      E° = +0,76 volt

                                                                                                                                   +

Reaksi redoks           :  Cu²⁺ + Zn → Zn²⁺ + Cu   Esel = +1,01 volt

Jika perhitungan menggunakan rumus [Esel = E°katode - E°anode] maka harga potensial sel tidak perlu diubah nilai +/-nya.

Esel    = E°katode - E°anode

           = +0,25 – (-0,76) = +1,01 volt

Contoh:

Ni²⁺ + 2e^-  → Ni                          E° = -0,25 volt

Zn²⁺ + 2e^-  → Zn                         E° = -0,76 volt

Tentukan reaksi sel, diagram sel dan potensial selnya?

PERKIRAAN BERLANGSUNGNYA REAKSI REDOKS

           Dengan memperhatikan tanda potensial sel, dapat diketahui reaksi redoks berlangsung spontan atau tidak dapat berlangsung. Jika potensial sel hasil perhitungan bertanda positif maka reaksi dapat berlangsung. sedangkan, harga potensial sel bertanda negatif maka reaksi tidak dapat berlangsung.

Contoh:

Katode (reduksi)       : Cu²⁺ + 2e^- → Cu                   E° = +0,25 volt

Anode (oksidasi)      : Zn → Zn²⁺ + 2e^-                         E° = +0,76 volt

                                                                                                                                   +

Reaksi redoks           :  Cu²⁺ + Zn → Zn²⁺ + Cu      Esel = +1,01 volt

Karena potensial sel reaksi tersebut bertanda positif maka reaksi dapat berlangsung. 

Contoh:

Apakah reaksi sel volta pada contoh sebelumnya dapat berlangsung spontan atau reaksi tidak dapat berlangsung?