Gaya Gerak Listrik Dan Peristiwa Oksidasi-reduksi 65055

GAYA GERAK LISTRIK dan PERISTIWA OKSIDASI-REDUKSI MUHAMAD YUSUF 164840120

SEL ELEKTROKIMIA • Gaya gerak listrik sel. suatu sel elektrokimia biasanya terdiri dari dua elektroda yang dicelupkan dalam suatu larutan elektrolit yang dapat kontak satu sama lain. • reaksi spontan bersesuai dengan oksidasi logam pada seng pada elektroda seng, dan ionion tembaga direduksi di elektroda tembaga. Reaksi ini dapat di gambarkan sebgai reaksi setengah sel.

• Reaksi ini dapat di gambarkan sebgai reaksi setengah sel: • Reaksi anoda(oksidasi) Zn = Zn²⁺ + 2e⁻ E kiri • Reaksi di katoda (reduksi) Cu²⁺ + 2e⁻ = Cu E kanan Tiap raksi kimia mewakili perubahan di tiap eletroda dan kedua setengah reaksi itu dapat digabungkan membentuk suatu reaksi sel sebagai berikut: Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ + Cu E sel = E kiri + E kanan

• Sesuai dengan kesepakatan elektroda suatu sel selalu dituliskan dengan elektron elektron yg dilepas ke sirkuit luar di elektroda sebelah kiri ( anoda) dan yang diterima dari sirkuit luar di sebelah kanan ( katoda). • Skema sel daniel sebagai berikut: Zn| Zn²⁺(cZn²⁺ ) || Cu²⁺ (

c

cu

²⁺ ) | Cu

Jenis jenis elektroda • Elektroda logam-ion logam. Sel terdiri dari elektroda jenis ini di celupkan lempeng logam kedalam larutan yg mengandung ion-ion logam. Misaln ya untuk eleroda Ni dapat ditulis: Ni | Ni²⁺ ( c, mol/liter) • Elektroda amalgan. sebuah variasi elektroda logam ion logam menganti lempeng logam amalgan dan lempeng ini dicelupkn dalam alrutan larutan yg mengandung ion logam. • Na ( dalam Hg, C1, mol/liter) Na⁺ ( C2, mol/liter)

• Elektroda logam-garam tidak larut. Elektroda kalomel (merkuri klorida) dan elektroda perak klorida merupakan elektrodaelektroda pembanding ( elektroda referens) yang sering digunkan. Elektroda kalomel terdiri merkuri (Hg) – pasta Hg₂ - dan larutan kalium klorida yang dapat melepaskan ion Cl⁻ dan larutan klorida yang dapat melepaskan ion Cl⁻. Elektroda ini digambarkan sebgai beriktut: Hg | Hg₂Cl₂| Cl⁻ (c, mol/liter) reaksi elektrodanya: Hg = Hg⁺ + e⁻ Hg⁺ + Cl⁻ = Hg₂Cl₂ Hg⁺ + Cl⁻ = ½ Hg₂Cl₂ + e⁻

• Elektroda oksidasi reduksi. Kawat platina yang dicelupkan dalam larutan yang mengandung ion ferri ( besi III) dan ferro ( besi III) termasuk dalam elektroda jenis ini. Elektroda itu dituliskan: • Pt | Fe²⁺ ( C1 , mol/liter), Fe³⁺ ( C2, mol/liter0 • Elektroda oksidasi-reduksi dapat juga di buat dari zat-zat organik yang mempunyai dua bentuk oksidasi yg berbeda.

• Elektroda gas. Dapat dibuat debgab meresapkan gas kekawat logam inert yng dicelupkan dalam larutan yang mengandung ion-ion yang yang dapat di peroleh dari gas itu. • Misalnya saja elektroda hidrogen: Pt | H₂ ( tekanan diketahui) | H⁺ (c, mol/liter) reaksi elektrodanya: Pt + H₂ = Pt . H₂ Pt. H₂ = Pt + ½ H ⁺ + e⁻ keseluruhaan H₂ = ½ H⁺ + e⁻

• Elektrode membran. Penggunaan membran gelas yang tipis dan berion sensitif didalamnya terdapat suatu larutan elektrolit menghsilkan elektroda-elektroda yg dapat digunakan untuk mengukur pontensial yg muncul antar permukaan gelas/laruta. • Elektroda-elektroda membran dapat dibuat dari selulosa, polietilena, kolodin atau larutan resin penukar ion yg tidak larut dalam air.

Mengukur gaya listrik gel • Volmeter memberi gambaran besarnya arus pada suatu sirkuit: besarnya tegangan suatu sel bergantung pada besarnya tahanan sel terhadap arus yg menurut hukum ohm adalah E = IR. • Sebuah potensiometer mengukur besar tegangan dengan mengukur besarnya lawan ggl suatu sel dengan potensial terpakai sementara tidak ada arus yang mengalir di sirkuit luar.

Termodinamika sel elektrokimia • Kerja yg dilakukan suatu sel elektrokimia secara reversible, -∆F, akan sebanding dengan gaya perak listrik E dikalikan dengan bilangan faraday, nF coulomb di bawah kondisi standar: -∆F = nFE nFE untuk reaktan dan produk dibawah kondisi standar: log K  2,303RT ∆F° = -nFE° tetapan dapat di peroleh dari potensial standar yaitu: RT In K = nFE° atau o

nFE o log K  2 , 303 RT

Persamaan nersnt • Telah disepakati bahwa semua reaksi setengan sel merupakan reaksi reduksi yaitu penerimaan elektron elektron reaktan untuk membentuk produk: • α(Ox) + ne⁻ β ( red) (6) ( reaktan) ( produk) • Perubahan energi bebas untuk reduksi setengah sel sesuai dengan persamaan: a ( red )   F   F  RT a ( Ox )  o

• Rekasi elektrode pada elektroda paltina inert adalah: Fe³⁺ + e⁻ Fe³⁺ Keaktifan tiap ipn pada reaksi elektroda dirumuskan sebagai α=γ (m) hingga α = 0,435 x 0,50 = 0,218 untuk ion fero dan untuk ion ferri α = 0,390 x 0,25 = 0,0975 dengan n=1 Eelektroda Eelektroda Eelektroda

 E

0

Fe

3

 fe

2

 Fe 2  0 , 0592  log 1  Fe 3

0 , 218  0 , 771  0 , 0592 log 0 , 0975  0 , 771  0 , 021  0 , 750 volt

• Dan potensi oksidasi di anoda adalah: Eelektroda EFe3 Fe2 Eelektroda  E Fe3  Fe2 

0,0592 aFe3  log 1 aFe2

a 3 0,0592 log Fe 1 a Fe2

0,0975 0,218 Eelektroda  0,771  0,021  0,750volt Eelektroda  0,771  0,052 log

0,0975 Eelektroda 0,771 0,052log 0,218 Eelektroda 0,771 0,021  0,750volt

Sel GGL standar. • Istilah E° dalam persamaan nernst, adalah nilai ggl terukur suatu sel, E, dimana semua reaktan dari produk memiliki keaktifan sama dengan satu. • Keseluruhan sel ditetapkan dengan menjumlahkan setengah reaksi pada tiap elektroda: a a a 0,0592 EE  log 1 a a ½ H₂ = H⁺ + e⁻ AgCl + e⁻ = Ag + Cl⁻ AgCl + ½ H₂ = H⁺ + Ag Cl⁻ Pada 25° ggl sel diberikan dengan persamaan: o

H

Ag Cl 

AgCl

E  E

o

H2

a H  a Ag a Cl  0 , 0592  log 1 a AgCl a H 2