ELEKTROKIMIAKelompok 6 :Dwi Ayu DamayantiMoh. Yudariansyah Muhammad AlamsyahNeneng NurfahrizaNindya Fereza

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

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 Ca Na Mg Al Mn (H2O) Zn- Cr-Fe 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

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

1. Sel Kering (Sel Leclanche) Dikenal sebagai batu bateraiTerdiri dari katode yang berasal dari karbon(grafit) dan anode logam zinkElektrolit yang dipakai berupa pasta campuran MnO2, serbuk karbon dan NH4Cl

Persamaan reaksinya :Katode : 2MnO2 + 2H+ + 2e Mn2O3 + H2O Anode : Zn Zn2+ + 2e Reaksi sel : 2MnO2 + 2H+ + Zn Mn2O3 + H2O + Zn2+

2. Sel AkiSel aki disebut juga sebagai sel penyimpan, karena dapat berfungsi penyimpan listrik dan pada setiap saat dapat dikeluarkan . Anodenya terbuat dari logam timbal (Pb) dan katodenya terbuat dari logam timbal yang dilapisi PbO2.Reaksi penggunaan aki :Anode : Pb + SO4 2- PbSO4 + 2eKatode : PbO2 + SO42-+ 4H++ 2e PbSO4 + 2H2O Reaksi sel : Pb + 2SO4 2- + PbO2 + 4H+ 2PbSO4 + 2H2O Reaksi Pengisian aki :2PbSO4 + 2H2O Pb + 2SO4 2- + PbO2 + 4H+

3. Sel Perak OksidaSel ini banyak digunakan untuk alroji, kalkulator dan alat elektronik. Reaksi yang terjadi :Anoda : Zn(s) + 2OH-(l) Zn(OH)2(s) + 2eKatoda : Ag2O(s) + H2O(l) + 2e 2Ag(s) + 2OH-(aq) Reaksi Sel : Zn(s) + Ag2O(s) + H2O(l) Zn(OH)2(s) + 2Ag(s) Potensial sel yang dihasilkan adalah 1,34 V

4. Sel Nikel Cadmium (Nikad)Sel Nicad merupakan sel kering yang dapat diisi kembali (rechargable). Anodenya terbuat dari Cd dan katodenya berupa Ni2O3 (pasta). Beda potensial yang dihasilkan sebesar 1,29 V. Reaksinya dapat balik :NiO(OH).xH2O + Cd + 2H2O 2Ni(OH)2.yH2O + Cd(OH)2

5. Sel Bahan BakarSel Bahan bakar merupakan sel Galvani dengan pereaksi pereaksinya (oksigen dan hidrogen) dialirkan secara kontinyu ke dalam elektrode berpori. Sel ini terdiri atas anode dari nikel, katode dari nikel oksida dan elektrolit KOH.Reaksi yang terjadi :Anode : 2H2(g) + 4OH-(aq) 4H2O(l) + 4eKatode : O2(g) + 2H2O(l) + 4e 4OH-(aq) Reaksi sel : 2H2(g) + O2 2H2O(l)

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.

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

Massa dari macam-macam zat yang diendaplkan pada masing-masing elektroda (terbentuk pada masimg-masing elektroda)Oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut

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

KorosiKorosi merupakan proses perusakan suatu materi yang terjadi secara perlahan lahan dan dalam waktu yang lama oleh suatu proses kimia.

Reaksi yang terjadi pada proses korosi :2Fe + O2 2FeO2FeO + O2 Fe2O3 atau 4FeO + O2 2Fe2O3

Korosi ini terjadi karena senyawa feri oksida sangat mudah membentuk kompleks dengan air sehingga terbentuk Fe2O3.H2O, dan senyawa tersebut dikenal dengan istilah karat besi.

Beberapa faktor yang menyebabkan korosi, yaitu :1. Air2. Udara3. Gas CO24. Gas SO2

Pencegahan Korosi :1. Perlindungan MekanisPerlindungan mekanis dilakukan supaya permukaan logam tidak berhubungan dengan oksigen dan air di udara. Misalnya dicat, diolesi minyak atau dilapisi dengan logam laina. Besi yang dilapisi SengBesi ( Eo = -0,44 V ) lebih baik dilapisi dengan seng ( Eo = -0,76 V ) daripada dilapisi dengan timah ( Eo = -0,14 V ). Karena apabila terjadi goresan atau lapisan mengelupas, kedua logam akan muncul di permukaan. Adanya uap air, gas CO2 di udara dan partikel partikel lain akan terjadi sel volta mini. Dimana Zn menjadi anodenya dan Fe sebagai katodenya. Zn akan teroksidasi lebih dahulu karena Eo-nya lebih kecil dari pada Fe sehingga korosi elektrolitik tidak terjadi. Reaksinya adalah sebagai berikut :Anode ( - ) : Zn Zn2+ + 2eKatode ( + ) : 2H2O + 2e H2 + 2OH-

2. Perlindungan ElektrokimiaPerlindungan elektrokimia bertujuan mencegah terjadinya korosi elektrolitik ( reaksi elektrokimia yang mengoksidasi logam ). Perlindungan elektrokimia ini disebut juga perlindungan katode ( proteksi katodik ) atau pengorbanan anode ( anodaising )

Contoh contoh proteksi katodikPipa pipa air agar tidak berkarat, maka pada jarak tertentu dihubungkan dengan logam Mg ( berupa lempeng )Menara menara raksasa dilindungi dengan mengubungkan kaki menara dengan lempeng magnesiumBaling baling kapal laut