elektrokimia swd new

Download Elektrokimia Swd New

Post on 21-Jan-2016

32 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • ELEKTROKIMIASMA MAARIF NU PANDAANRINSTISAN SEKOLAH KATEGORI MANDIRI2008

  • KorosiHukum FaradaySel ElektrokimiaIndikatorStandar Kompetensi Kompetensi Dasar ELEKTROKIMIA

  • Standar Kompetensi Kompetensi Dasar STANDAR KOMPETENSI:

    2.Memahami reaksi reduksi dan oksidasi dan sel elektrokimia serta penerapannya dalam teknologi dan kehidupan sehari-hari.KOMPETENSI DASAR: 2.2 Menerapkan konsep reaksi redoks dalam sistem elektrokimia yang melibatkan energi listrik dan kegunaannya dalam industri

  • INDIKATOR:Menggambarkan susunan sel Volta atau sel galvani dan menjelaskan fungsi tiap bagiannyaMenuliskan lambang sel dari reaksi reaksi yang terjadi pada sel VoltaMenghitung potensial sel berdasarkan data potensial standar dan membandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitunganMenyimpulkan ciri reaksi redoks yang berlangsung spontan berdasarkan hasil pengamatanMenjelaskan bagaimana energi listrik dihasilkan dari reaksi redoks dalam sel voltaMenjelaskan prinsip sel sel volta yang banyak digunakan dalam kehidupanMenuliskan reaksi yang terjadi pada katode dan anode dari elektroda suatu larutan atau cairanMerancang dan melakukan percobaan tentang sel elektrolisisMenuliskan reaksi elektrolisis pada penyepuhan dan pemurnian suatu logam Indikator

  • Sel ElektrokimiaElektrokimia merupakan bagian dari ilmu kimia mempelajari hubungan antara perubahan zat dan arus listrik.Sel Elektrokimia merupakan suatu sistem yang terdiri atas dua elektrode, yaitu anode dan katode serta larutan elektrolit.

    Berdasarkan prinsip kerjanya, sel elektrokimia dibedakan menjadi dua yaitu sel Volta ( sel Galvani ) dan sel elektrolisis

    Dibawah ini disajikan data perbedaan utama antara sel volta dan sel elektrolisis

    PerbedaanSel VoltaSel ElektrolisisPerubahan

    Elektrode

    ProsesEnergi kimia berubah menjadi energi listrikKatode : elektrode positifAnode : elektrode negatifKatode : terjadi reduksiAnode : terjadi oksidasiEnergi listrik berubah menjadi energi kimia Katode : elektrode negatifAnode : elektrode positifKatode : terjadi reduksiAnode : terjadi oksidasi

  • 1Sel VoltaSel Volta adalah sel elektrokimia yang menghasilkan arus listrik. Penemu sel ini seorang ahli kimia berkebangsaan Italia adalah Alessandro Giuseppe Volta (1745 1827 ) dan Lugini Galvani ( 1737 1798 )Reaksi yg terjadi :Katode : Reduksi : Cu2+(aq) + 2e Cu(s)Anode : oksidasi : Zn(s) Zn2+(aq) + 2e

    Reaksi diatas dpt ditulis sebagai berikut :Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)

  • a. Diagram SelSebelum diagram ( bagan ) sel suatu reaksi ditulis, harus ditentukan dahulu logam yang bertindak sebagai katode dan anode

    Perhatikan reaksi dibawah ini :Penulisan diagram selnya adalah sebagai berikut :Zn(s), Zn2+(aq) Cu2+(aq) + Cu(s), Eo = 1,1 volt

  • Latihan SoalBagaimana cara menuliskan diagram sel untuk reaksi Fe(s) + Cu2+(aq) Fe2+(aq) + Cu(s), yang berlangsung pada keadaan standar dan konsentrasi masing masing larutan 0,2 M. Diketahui diagram sel seperti dibawah iniCo(s) Co2+(aq) Ni2+(aq) Ni(s)Tuliskan persamaan reaksi selnyaTentukan logam yang bertindak sebagai katode dan sebagai anode

  • b. Potensial Elektode StandarPotensial elektrode adalah perbedaan potensial diantara kedua sel tersebut.Oleh karena harga potensial elektrode tidak dapat diukur, maka harus digunakan elektrode lain sebagai pembanding atau standar.Elektrode pembanding yang biasanya digunakan adalah elektrode hidrogen karena dianggap memiliki harga potensial elektrode sama dengan nol.

    Example :Suatu sel Volta terdiri atas elektrode Cu dalam larutan CuSO4 dan elektrode hidrogen standar. Voltmeter menunjuk angka 0,34 volt. Berapakah harga potensial elektrode Cu ?

    Jawab :Katode : Cu2+(aq) + 2e Cu(s)Anode : H2(g) 2H+(aq) + 2eEosel = Eodi katode Eodi anodeEosel = EoCu2+ l Cu EoH2 l H+0,34 = EoCu2+ l Cu Eo 00,34 = EoCu2+ l Cu

  • c. Potensial SelCara menghitung potensial sel dapat dilihat pada persamaan dibawah ini :Eosel = Eoyang mengalami reduksi Eo yang mengalami oksidasiKet. : reaksi berlangsung apabila Eo sel mempunyai harga positif

  • Selain itu kita bisa juga menggunakan deret tegangan logam yang lebih dikenal dengan deret Volta logam. Dimana fungsi dari deret logam volta adalah untuk mengetahui apakah reaksi tersebut bisa berlangsung spontan atau tidak, jadi unsur yang berada di kiri mampu mereduksi unsur yang berada disebelah kanannya.

    Adapun deret volta seperti dibawah ini :

    Li K Ba Sr Ca Na La Ce Mg Lu Al Zn Fe Cd Co Ni Sn Pb H Cu Hg Ag Pt - AuExample :1. Apakah reaksi : Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu dapat berlangsung Jawab : Oksidasi

    Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu reduksi

  • Cara I :Reaksi kita bagi atas 2 buah setengah reaksi, yaitu :Oksidasi : Zn Zn2+ + 2e ; Eo = +0,76 voltReduksi : Cu2+ + 2e Cu ; Eo = +0,34 volt

    Jumlah : Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu ; Eosel = +1,1 voltHarga Eo positif, berarti reaksi dapat berlangsungCara II :Dengan menggunakan rumus :Eosel = Eoreduksi EooksidasiEosel = EoCu EoZnEosel = +0,34 ( 0,76 )Eosel = +1,1 voltHarga Eo positif berarti reaksi dapat berlangsung

  • Latihan SoalDengan melihat daftar harga potensial elektrode standar, tentukan potensial sel dari :Mg/Mg2+ // Zn2+/ZnNi/Ni2+ // Cu2+/CuCr/Cr2+ // Ni2+/NiMg/Mg2+ // Ni2+/NiZn/Zn2+ // Cu2+/Cu

  • d. Macam macam Sel VoltaSel Volt dibagi menjadi 2, yaitu :1. Sel Volta Primer : sel yang tidak bisa diisi kembaliSel kering seng karbon atau bateraiBaterai alkalineBaterai merkuriBaterai perak oksida 2. Sel Volta Sekunder : sel yang bisa diisi kembaliAki timbalSel nikel - kadmiumSel bahan bakar

  • 2Sel ElektrolisisDalam sel elektrolisis terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Biasanya senyawa yang dielektrolisis berupa senyawa yang bersifat elektrolit. Sel elektrolisis banyak digunakan dalam pelapisan logam

    Reaksi yang terjadi pada elektrode elektrode Sel Elektrolisis

    Katode : Elektrode Positif (Terjadi reaksi reduksi)Anoda : Elektrode Negatif (Terjadi reaksi oksidasi)Asam : 2H+ + 2e H2Larutan ion golongan IA, IIA, Al3+, dan Mn2+. Ion ion tersebut tidak dapat direduksi, yang direduksi pelarut airnya. 2H2O + 2e H2 + 2OH-Lelehan (tanpa air) dari ion golongan IA, IIA, Al3+, dan Mn2+. Ion ion tersebut akan tereduksi, misalnya : Na+ + e Na Cu2+ + 2e Cu Cd2+ + 2e CdBasa : 4OH- 2H2O + 4eLarutan sisa asam oksi, yaitu sisa asam yang mengandung oksigen seperti SO42-, NO3-, dan PO43-. Sisa asam oksi tersebut tidak dapat dioksidasi. Sebagai penggantinya yang akan dioksidsi adalah pelarut airnya. 2H2O O2 + 4H+ + 4eIon halogen akan teroksidasi menjadi unsurnya 2X- X2 + 2e misalnya : 2F- F2 + 2e 2Cl- Cl2 + 2e 2Br- Br2 + 2e

  • Kegunaan sel elektrolisis, diantaranya :Penyepuhan atau pelapisan Logam ( Elektroplating )Pemurnian logamPembuatan unsur dan senyawanya. Misalnya pembuatan F2 dengan elektrolisis HF dalam KF cair dan Mg dari elekrolisis leburan MgCl2Pembuatan senyawa senyawa. Misalnya pembuatan NaOH dari elektrolisis larutan NaCl dan KClO3 dari elektrolisis larutan KCl.

  • Latihan SoalTentukan reaksi yang terjadi pada katode maupun anode apabila larutan dibawah ini dielektrolisisLarutan Natrium SulfatLarutan Asam NitratLarutan Kadmium Sulfat

  • Hukum FaradayDalam sel elektrolisis juga dapat ditentukan banyaknya logam yang akan direduksi di katode. Penghitungan tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan hukum Faraday. Faraday mengatakan bahwa jumlah perubahan kimia yang dihasilkan dalam suatu proses elektrolisis tergantung pada jumlah listrik yang digunakan.Sehingga perumusan tersebut dapat ditulis sebagai berikut :

    W F atau W = e . F

    Keterangan : 1 F ( Faraday ) = 1 mol elektron = 96.500 coulomb ( C ) 1 coulomb = 1 Ampere ( A ) x 1 detik ( det )Jika dalam elektrolisis digunakan arus sebesar i ampere dan waktu selama t detik, maka berat zat yang dihasilkan menurut hukum Faraday I adalah

  • Hukum Faraday II

  • Example :Larutan AgSO4 pekat dielektrolisis menggunakan elektrode Pt dengan kuat arus 15 ampere selama 25 menit. Tentukan berat perak yang mengendap, apabila diketahui Ar Ag = 108

    Jawabi = 15 At = 25 menit = 25 X 60 detik = 1.500 detik

  • Latihan SoalPada suatu sel elektrolisis terdapat 200 mL larutan CuSO4 1 M. Berapakah waktu yang dibutuhkan untuk mengendapkan semua tembaga dengan kuat arus 40 A.Pada elektrolisis larutan asam sulfat encer terjadi 2,24 L gas hidrogen ( STP ). Jika jumlah muatan yang sama dialirkan ke dalam larutan perak nitrat. Hitung berapa gram perak yang mengendap di katode. ( Ar Ag = 108 )Ke dalam empat sel elektrolisis yang berturut turut berisi ion perak, ion seng, ion besi (II) dan ion tembaga (II) secara seri dialirkan listrik sebesar 0,4 Faraday. Jika di katode hanya terjadi dari ion ion tersebut. Hitunglah massa perak, seng, besi dan tembaga yang mengendap.Apabila kuat arus yang dialirkan sebesar 2 A. berapa menit waktu yang diperlukan untuk mengendapkan 0,20 gram krom dalam elektrolisis krom (II) klorida ?

  • KorosiKorosi merupakan proses perusakan suatu