Sel Volta -SMA Budi Agung

ELEKTROKIMIAELEKTROKIMIA

SEL VOLTASEL VOLTA

Terminologi Terminologi Redoks Redoks

REVIEW

ElektrodaElektroda

• Elektroda Elektroda : : anoda dan katodaanoda dan katoda• Setengah reaksi Setengah reaksi : : oksidasi di anoda. oksidasi di anoda. • Elektron diberikan oleh senyawa Elektron diberikan oleh senyawa

teroksidasi (zat pereduksi) dan teroksidasi (zat pereduksi) dan meninggalkan sel melalui anodameninggalkan sel melalui anoda

• Setengah reaksi Setengah reaksi :re:reduksi di katoda. duksi di katoda. • Elektron diambil oleh senyawa Elektron diambil oleh senyawa

tereduksi (zat pengoksidasi) dan tereduksi (zat pengoksidasi) dan masuk sel melalui katodamasuk sel melalui katoda

Sel ElektrokimiaSel Elektrokimia• Sel Volta (sel galvani) memanfaatkan reaksi Sel Volta (sel galvani) memanfaatkan reaksi

spontan (∆G < 0) untuk membangkitkan energi spontan (∆G < 0) untuk membangkitkan energi listrik, selisih energi reaktan (tinggi) dengan listrik, selisih energi reaktan (tinggi) dengan produk (rendah) diubah menjadi energi listrik. produk (rendah) diubah menjadi energi listrik.

• Sistem reaksi melakukan kerja terhadap Sistem reaksi melakukan kerja terhadap lingkunganlingkungan

• Sel Elektrolisa memanfaatkan energi listrik Sel Elektrolisa memanfaatkan energi listrik untuk menjalankan reaksi non spontan (∆G > 0) untuk menjalankan reaksi non spontan (∆G > 0) lingkungan melakukan kerja terhadap sistemlingkungan melakukan kerja terhadap sistem

• Kedua tipe sel menggunakan elektroda, yaitu Kedua tipe sel menggunakan elektroda, yaitu zat yang menghantarkan listrik antara sel dan zat yang menghantarkan listrik antara sel dan lingkungan dan dicelupkan dalam elektrolit lingkungan dan dicelupkan dalam elektrolit (campuran ion) yang terlibat dalam reaksi atau (campuran ion) yang terlibat dalam reaksi atau yang membawa muatanyang membawa muatan

SEL SEL ELEKTROKIMIAELEKTROKIMIA

A. VoltaA. Volta B. Elektrolisis

Sel VoltaSel Volta

Sel Sel Volta Volta dan dan Sel Sel

ElektroElektrolislisisis

Notasi Sel VoltaNotasi Sel Volta

• Sel Volta dinotasikan dengan cara yang Sel Volta dinotasikan dengan cara yang telah disepakati (untuk sel Zn/Cutelah disepakati (untuk sel Zn/Cu2+2+))

Zn(s)|ZnZn(s)|Zn2+2+(aq)║Cu(aq)║Cu2+2+(aq)|Cu(s)(aq)|Cu(s)• Bagian anoda (setengah sel oksidasi) Bagian anoda (setengah sel oksidasi)

dituliskan disebelah kiri bagian katodadituliskan disebelah kiri bagian katoda• Garis lurus menunjukkan batas fasa yaitu Garis lurus menunjukkan batas fasa yaitu

adanya fasa yang berbeda (aqueous vs adanya fasa yang berbeda (aqueous vs solid) jika fasanya sama maka digunakan solid) jika fasanya sama maka digunakan tanda komatanda koma

• Untuk elektroda yang tidak bereaksi Untuk elektroda yang tidak bereaksi ditulis dalam notasi diujung kiri dan ditulis dalam notasi diujung kiri dan ujung kananujung kanan

Sel Volta dengan Elektroda Sel Volta dengan Elektroda InaktifInaktif

Grafit|I2(s)|I-(aq)║H+(aq), MnO4-(aq), Mn2+(aq)|Grafit

Potensial ReduksiPotensial Reduksi

Potensial Sel (EPotensial Sel (Eselsel))

• Sel volta menjadikan perubahan energi bebas Sel volta menjadikan perubahan energi bebas reaksi spontan menjadi energi listrikreaksi spontan menjadi energi listrik

• Energi listrik ini berbanding lurus dengan Energi listrik ini berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua elektroda beda potensial antara kedua elektroda (voltase) atau disebut juga potensial sel (E(voltase) atau disebut juga potensial sel (Eselsel) ) atau gaya electromotive (emf)atau gaya electromotive (emf)

• Untuk proses spontan EUntuk proses spontan Eselsel > 0, semakin > 0, semakin positif Epositif Eselsel semakin banyak kerja yang bisa semakin banyak kerja yang bisa dilakukan oleh seldilakukan oleh sel

• Satuan yang dgunakan 1 V = 1 J/CSatuan yang dgunakan 1 V = 1 J/C• Potensial sel sangat dipengaruhi oleh suhu Potensial sel sangat dipengaruhi oleh suhu

dan konsentrasi, oleh karena itu potensial sel dan konsentrasi, oleh karena itu potensial sel standar diukur pada keadaan standar (298 K, standar diukur pada keadaan standar (298 K, 1 atm untuk gas, 1 M untuk larutan dan 1 atm untuk gas, 1 M untuk larutan dan padatan murni untuk solid)padatan murni untuk solid)

Potensial Elektroda Standar Potensial Elektroda Standar (E(Eoo))

• Potensial elektroda standar adalah potensial Potensial elektroda standar adalah potensial yang terkait dengan setengah reaksi yang adayang terkait dengan setengah reaksi yang ada

• Menurut kesepakatan potensial elektroda Menurut kesepakatan potensial elektroda standar selalu ditulis dalam setengah reaksi standar selalu ditulis dalam setengah reaksi reduksireduksi

• Bentuk teroksidasi + ne Bentuk teroksidasi + ne bentuk tereduksi bentuk tereduksi EEoo

1/2 sel1/2 sel

• Potensial elektroda standar seperti halnya Potensial elektroda standar seperti halnya besaran termodinamika dapat dibalik dengan besaran termodinamika dapat dibalik dengan mengubah tandanyamengubah tandanya

• EEooselsel = E = Eoo

katodakatoda - E - Eooanodaanoda

Deret Deret VVoltaolta

• Merupakan deret Kereaktifan logamMerupakan deret Kereaktifan logam• Makin ke Makin ke kanankanan, , mudah direduksi mudah direduksi

sukar dioksidasisukar dioksidasi• Makin ke Makin ke kirikiri, , mudah dioksidasi sukar mudah dioksidasi sukar

direduksidireduksi

(H)LiLi KKBaBa CaCa NaNa AlAl Z

nZn

CrCr CuCu HgHg

MgMg

AgAg

FeFe

NiNi

SiSi

PbPb PtPt AuAu

Kekuatan Relatif Oksidator Kekuatan Relatif Oksidator dan Reduktordan Reduktor

• Semua nilai adalah relatif terhadap elektroda Semua nilai adalah relatif terhadap elektroda hidrogen standar (referensi)hidrogen standar (referensi)2H2H++ (aq, 1 M) + 2e (aq, 1 M) + 2e H H22 (g, 1 atm) (g, 1 atm)

• Menurut konvensi semua setengah reaksi Menurut konvensi semua setengah reaksi ditulis sebagai reaksi reduksi artinya semua ditulis sebagai reaksi reduksi artinya semua reaktan pengoksidasi dan semua produk reaktan pengoksidasi dan semua produk pereduksipereduksi

• Nilai ENilai Eoo yang diberikan adalah setengah reaksi yang diberikan adalah setengah reaksi tertulis, semakin positif nilainya semakin tertulis, semakin positif nilainya semakin besar kecenderungan reaksi tersebut terjadibesar kecenderungan reaksi tersebut terjadi

• Nilai ENilai Eoo memiliki nilai yang sama tetapi memiliki nilai yang sama tetapi berbeda tanda jika reaksinya kita balikberbeda tanda jika reaksinya kita balik

• Berdasarkan tabel semakin keatas semakin Berdasarkan tabel semakin keatas semakin oksidator dan semakin kebawah semakin oksidator dan semakin kebawah semakin reduktorreduktor

Memperkirakan Memperkirakan Berlangsungnya Berlangsungnya

ReaksiReaksi Redoks dengan Redoks dengan

Potensial SelPotensial SelEE°°selsel = = EE°°reduksireduksi - - EE°°oksidasioksidasi

Reaksi berlangsung spontan jika E°sel > 0

Contoh:Contoh:

1. Tentukan potensial sel dan notasi sel dari reaksiZn (s) + Cu2+ → Zn2+ + Cu

Diketahui : Zn2+ + 2e → Zn E°= -

0.76 volt Cu2+ + 2e → Cu E°=

+0.34 volt

Jawab:Jawab:

E°sel Zn(s) +Cu2+ →Zn2+ +Cu = +1.10volt

Notasi Sel

E°oksidasi Zn → Zn2+ + 2e = +0.76 volt

Zn(s)/Zn2+(aq) // Cu2+(aq) / Cu(s)

E°reduksi Cu2+ + 2e → Cu = +0.34 volt

Soal LatihanSoal Latihan

1. 1. Dalam satu bagian sel volta, batang Dalam satu bagian sel volta, batang grafit dicelupkan dalam larutan grafit dicelupkan dalam larutan KK22CrCr22OO77 dan Cr(NO dan Cr(NO33))33 (suasana asam). (suasana asam). Pada bagian yang lain logam timah Pada bagian yang lain logam timah dicelupkan dalam larutan Sn(NOdicelupkan dalam larutan Sn(NO33))22 jembatan garam menghubungkan jembatan garam menghubungkan kedua bagian. Elektroda timah kedua bagian. Elektroda timah bermuatan negatif relatif terhadap bermuatan negatif relatif terhadap grafitgrafit. . Gambarkan diagram sel, Gambarkan diagram sel, tuliskan persamaan reaksi seimbang tuliskan persamaan reaksi seimbang dan notasi sel volta tersebutdan notasi sel volta tersebut

2. 2. Suatu sel volta memiliki reaksi antara Suatu sel volta memiliki reaksi antara larutan bromine dan logam Znlarutan bromine dan logam Zn

BrBr22(aq) + Zn(s) (aq) + Zn(s) Zn Zn2+2+(aq) + 2Br(aq) + 2Br--(aq) E(aq) Eooselsel = =

1,83 V1,83 V

Hitung EHitung Eoo untuk oksidasi Br untuk oksidasi Br--(aq) jika E(aq) jika EooZnZn = - = -

0,76 V0,76 V

3. 3. Suatu sel volta memiliki ESuatu sel volta memiliki Eooselsel = 1,39 V = 1,39 V

berdasarkan reaksi:berdasarkan reaksi:

BrBr22(aq) + 2V(aq) + 2V3+3+(aq) + 2H(aq) + 2H22O(l) O(l) 2VO 2VO2+2+(aq)(aq) + + 4H4H++(aq) (aq) + 2Br + 2Br--(aq)(aq)Berapa potensial elektroda standar reduksi Berapa potensial elektroda standar reduksi VOVO2+2+ menjadi V menjadi V3+ 3+ ??