Sel Elektrokimia

SEL ELEKTROKIMIA

Sel elektrokimia terdiri dari sepasang elektroda yang dicelupkan ke dalam suatu lelehan atau larutan ion dan dihubungkan dengan penghantar logam pada rangkaian luar. Sel elektrokimia dapat berupa sel volta atau sel galvani, dan sel elektrolisis.

Elektrokimia adalah cabang ilmu kimia yang berkenaan dengan mengkonversi energy listrik dan energy kimia. Proses elektrokimia adalah reaksi redoks (reduksi-oksidasi) di mana dalam reaksi ini energi yang dilepas oleh reaksi spontan diubah menjadi listrik atau di mana energy listrik digunakan agar reaksi yang nonspontan bias terjadi. Dalam reaksi redoks, electron-elektron ditransfer dari satu zat ke zat lain (Chang:2005).

             Dalam tiap jenis sel, katoda adalah didefinisikan sebagai elektroda yang padanya terjadi reduksi, dan anoda adalah elektroda yang padanya terjadi oksidasi (R.A.Day,Jr dan A.L.Underwood:1980).

             Elektrolisis merupakan salah satu bagian dari elektrokimia. Elektrolisis ialah proses di mana energy listrik digunakan untuk mendorong agar reaksi redoks yang nonspontan bias terjadi. Hubungan kualitatif antara arus yang dipasok dan produk yang terbentuk dirumuskan oleh Faraday. Elektrolisis merupakan cara utama untuk memproduksi logam aktif serta nonlogam aktif dan banyak lagi bahan kimia yang penting di industry (Chang:2005).

             Electron yang mengalir dalam reaksi reduksi-oksidasi mengalir dari anode ke katode dalam rangkaian luar. Satuan pengukuran untuk banyaknya electron, laju aliran dan selisih potensial listrik yang mendorong arus ini masing-masing adalah coulomb, ampere dan volt (keenan:1980).

            Faktor yang Mempengaruhi Proses Elektrolisis (Brady, 1998)

1. Jenis elektroda yang digunakan

2. Kedudukan ion dalam siri elektrokimia

3. Kepekatan ion

Perbedaan Antara Sel Elektrolisis / Sel Kimia, Sel Elektrolisis dialirkan melalui elektrolit, ion-ion akan terurai dan bergerak ke masing-masing anoda dan katoda. Penguraian elektrolit dilakukan oleh arus elektrik. Anion bergerak menuju ke elektroda anoda manakala Kation bergerak menuju ke elektroda katoda (Brady, 1998)

Hukum faraday pertama tentang tentang elektrolisis menyatakan bahwa “jumlah perubahan kimia yang dihasilkan sebanding dengan besarnya muatan listrik yang melewati suatu elektrolisis”. Hukum kedua tentang elektrolisis menyatakan bahwa : “Sejumlah tertentu arus listrik menghasilkan jumlah ekivalen yang sama dari benda apa saja dalam suatu elektrolisis” (Petrucci, 1985).

Sel volta adalah sel elektrokimia yang dapat menghasilkan energi listrik yang disebabkan oleh terjadinya reaksi redoks yang spontan. Sel Volta sering disebut juga sebagai sel Galvani karena Volta dan Galvani adalah ahli yang menemukan fenomena sel elektrokimia. Luigi Galvani (1737-1798), ahli fisiologi berkebangsaan Italia yang menyatakan adanya sifat listrik pada tulang hewan lewat percobaannya pada tulang katak. Sementara Alessandro Volta (1745-1827), ahli fisika yang juga berkebangsaan Italia, melakukan percobaan yang sama dan menyatakan bahwa aliran listrik yang terjadi adalah karena kontak logam yang tidak sama.

Dalam sel volta pada pengukuran standar, pasti digunakan konsentrasi yang sama pada kedua gelas kimia yaitu pada anode dan katode. Namun, jika salah satu atau kedua gelas kimia tersebut konsentrasinya diubah, maka perhitungan potensial selnya tidak akan sama dengan perhitungan potensial sel volta biasa (Eºsel = Eºkatode – Eºanode). Jadi, persamaan nernst adalah persamaan ketika konsentrasi dan tekanan pada kedua elektrode (anode dan katode) berbeda jenis pada kedua elektrode.

Rumus persamaan Nerst.

Contoh:

Diketahui data:

Zn²⁺    + 2e                  E⁰ = - 0,76 volt

Cu²⁺   +  2e                  E⁰ = ₊ 0,34 volt

Tentukan:

a.       Persamaan kimia

b.      Notasi sel

c.       E⁰ sel

Pembahasan :

Zn  à  Zn²⁺    + 2e                  E⁰ = - 0,76 volt

Cu²⁺   +  2e  à  Cu                  E⁰ = - 0,34 volt

a.       Persamaan elektrokimia

Anoda  : Zn  à  Zn²⁺    + 2e               E⁰ = - 0,76 volt

Katoda :   Cu²⁺   +  2e  à  Cu             E⁰ = + 0,34 volt           +

Redoks:   Zn + Cu²⁺    à Zn²⁺  + Cu   E Sel = + 0,44 Volt

b.      Notasi sel

 Zn | Zn²⁺  || Cu²⁺  | Cu

c.       E⁰ sel

E⁰sel = E⁰reduksi - E⁰oksidasi

            =  0,34 – (- 0,76)

            = + 0,44 volt

d. ∆G⁰ = -n F E⁰ sel

           = -2 x 96500 x 0,44

           = -84,920 J/mol

Jika nilai ∆G⁰  bernilai negative artinya reaksi tersebut berjalan spontan.

e. Konstanta Kesetimbangan Reaksi Sel

                  ln K = ∆G / -nF E⁰

                                 = -84,920 J/mol / -1.96500. 0,44

                  ln K = 1,95

                      K = 0.67    (K < 1 = reaksi mengarah ke reaktan)

DAFTAR PUSTAKA

Brady, James E.1998.Kimia Universitas asas & struktur edisi kelima jilid 1.Jakarta: Binarupa Aksara

Chang, Raymond.2005.Kimia Dasar Konsep-Konsep Inti edisi ketiga jilid 2.Jakarta: Erlangga

Keenan, Charles W dkk.1980.Ilmu kimia untuk Universitas edisi keenam jilid 2.Jakarta: Erlangga

R.A.Day, Jr dan A.L.Underwood.1980.Analisa Kimia Kuantitatif edisi keempat.Jakarta: Erlangga

Oleh : Husnul Fatimah (15630058)