b. Ditambahkan larutan KSCN ion SCN
-
c. Ditambahkan larutan KOH ion OH
-
d. Larutan diencerkan 5. Diketahui reaksi kesetimbangan :
N
2
g + 3H
2
g ⇌ 2NH
3
g ∆H = - 92,38 kJ
2H
2
Og ⇌ 2H
2
g + O
2
g ∆H = + 242 kJ
tunjukkan arah pergeseran kesetimbangan jika suhu dinaikkan 6. Terdapat reaksi kesetimbangan :
a. 2COg + O
2
g ⇌ CO
2
g b. H
2
g + O
2
g ⇌ 2HIg
c. N
2
O
4
g ⇌ 2NO
2
g Tentukan arah pergeseran kesetimbangan jika volume diperkecil
7. Dalam 1 L wadah, terdapat kesetimbangan 2SO
3
g ⇌ 2SO
2
g + O
2
g. Mula-mula terdapat 0,5 mol SO
3
. Setelah setimbang, perbandingan mol SO
3
dan O
2
adalah 4 : 3. Hitunglah tetapan kesetimbangan reaksi tersebut
8. Sebanyak 2 mol A
2
B
2
dimasukkan dalam bejana 1 L, lalu sebagian terurai menurut reaksi : A
2
B
2
⇌ 2A + 2B. Jika terbentuk 1mol A, hitunglah derajat disosiasi A
2
B
2
Jawaban Latihan Soal Jawab soal latihan 1:
K
p
= K
c
RT
∆n
dengan
∆n = 2 – 2 + 1 = -1
= 25 x 0,082 x 500
-1
= 0,610
Jawab soal latihan 2:
Q =
3 2
2 2
3
] [
] [
] [
H N
NH
=
3 1
1 2
1
05 ,
01 ,
002 ,
− −
−
Lmol Lmol
Lmol
= 3,2 Karena Q K
c
maka reaksi belum setimbang. Reaksi akan berlangsung ke kiri.
Jawab soal latihan 3 :
K
c
=
2 3
2 2
2
] [
] [
] [
SO O
SO
=
2 2
4 ,
1 ,
2 ,
= 2,5 x 10
-2
Jawab soal latihan 4: Asas Le Chatelier : Reaksi = - Aksi
a. Penambahan ion Fe
3+
berarti menambah konsentrasi pereaksi sehingga kesetimbangan bergeser ke kanan.
b. Penambahan ion SCN
-
berarti menambah konsentrasi pereaksi sehingga kesetimbangan bergeser ke kanan.
c. Penambahan ion OH
-
akan bereaksi dengan ion Fe
3+
membentuk FeOH
3
:
PENDALAMAN MATERI KIMIA
503
Fe
3+
aq + OH
-
aq ⇌ FeOH
3
s Hal ini berarti mengurangi konsentrasi pereaksi sehingga kesetimbangan bergeser ke
kiri. d. Larutan diencerkan berarti mengurangi konsentrasi total zat sehingga kesetimbangan
akan bergeser ke arah jumlah mol yang besar yaitu ke kiri.
Jawab soal latihan 5:
Pada kenaikan suhu, reaksi akan bergeser ke arah reaksi endoterm. a. Reaksi bergeser ke kiri
b. Reaksi bergeser ke kanan
Jawab soal latihan 6:
Volume diperkecil berarti tekanan diperbesar sehingga kesetimbangan akan bergeser ke arah mol yang kecil.
a. Reaksi bergeser ke kanan. b. Reaksi tidak bergeser.
c. Reaksi bergeser ke kiri.
Jawab soal latihan 7 :
2SO
3
g ⇌ 2SO
2
g + O
2
g Mula-mula :
0,5
Terurai : 6 x
Setimbang :
4 x
6 x
3 x
0,5 – 6 x = 4 x sehingga x = 0,05 [SO
3
] = 4 x = 0,2 M [SO
2
] = 6 x = 0,3 M [O
2
] = 3 x = 0,15 M K
c
=
2 3
2 2
2
] [
] [
] [
SO O
SO
=
2 2
2 ,
15 ,
3 ,
= 0,3375 Jawab soal latihan 8 :
A
2
B
2
⇌ 2A +
2B Mula-mula :
2
Terurai : 0,5
Setimbang : 1,5
1
∑ ∑
= α
awal zat
mol terurai
yang zat
mol
25 ,
2 5
, 0 =
= α
D.
Tes formatif
Untuk menguji pemahaman anda, kerjakanlah soal- soal tes formatif 504
PENDALAMAN MATERI KIMIA
Pilihlah satu jawaban yang benar diantara pilihan- pilihan jawaban yang tersedia dalam tiap soal berikut ini:
1.
Suatu reaksi reversibel mencapai kesetimbangan pada saat …. a. Reaksi telah berhenti
b. Jumlah mol zat di sebelah kiri dan di sebelah kanan reaksi sama c. Salah satu pereaksi telah habis
d. Laju reaksi pada kedua arah sama besar e. Massa zat produk reaksi sama dengan massa zat pereaksi.
2.
Di bawah ini adalah ciri terjadinya reaksi kesetimbangan, kecuali…. a. Reaksinya tidak dapat balik
b. Reaksinya adalah reaksi reversibel c. Terjadi dalam ruang tertutup
d. Laju reaksi ke kiri dan ke kanan sama e. Tidak terjadi perubahan secara makroskopis
3.
Suatu kesetimbangan dikatakan dinamis jika dalam keadaan setimbang…. a. Reaksi berjalan ke kedua arah secara mikroskopis
b. Ada perubahan dari kiri ke kanan tetapi jumlahnya setimbang c. Reaksi dari kiri dan dari kanan selalu sama
d. Perubahan kesetimbangan dari kiri dan dari kanan berlangsung terus menerus e. Reaksi berjalan terus menerus secara makroskopis
4.
Tetapan kesetimbangan untuk reaksi 2SO
2
g + O
2
g ⇌ 2SO
3
g adalah …. a. K
c
=
2 2
2 2
2 3
] [
] [
] [
O SO
SO
b. K
c
=
] [
] [
] [
2 2
2 2
3
O SO
SO
c. K
c
=
2 2
2 2
3
] [
] [
] [
O SO
SO
d. K
c
=
] [
] [
] [
3 2
2 2
SO O
SO
e. K
c
=
2 3
2 2
2
] [
] [
] [
SO O
SO
5.
Tetapan kesetimbangan reaksi : Al
3+
aq + 3H
2
Ol ⇌ AlOH
3
s + 3H
+
aq ditentukan oleh persamaan ….
a. K
c
=
3 2
3 3
3
] ][
[ ]
[ ]
[ O
H Al
H OH
Al
+ +
b. K
c
=
3 2
3 3
] ][
[ ]
[ O
H Al
H
+ +
c. K
c
=
3 3
2 3
] [
] ][
[
+ +
H O
H Al
d. K
c
=
] [
] [
3 3
+ +
Al H
e. K
c
=
3 2
3
] [
] [
O H
OH Al
6.
Reaksi kesetimbangan : CaCO
3
s ⇌ CaOs + CO
2
g mempunyai harga K
p
…. a.
] [
] ][
[
3 2
CaCO CO
CaO
b.
2
CO
P
PENDALAMAN MATERI KIMIA
505
c.
3 2
CaCO CO
CaO
P P
P
d.
2
CO CaO
P P
e.
] ][
[ ]
[
2 3
CO CaO
CaCO
7.
Pada suhu T
o
C, nilai K
p
dan K
c
adalah sama. Hal tersebut ditunjukkan oleh reaksi kesetimbangan ….
a. 2SO
2
g + O
2
g ⇌ 2SO
3
g b. COg + 3H
2
g ⇌ CH
4
g + H
2
Og c. N
2
O
4
g ⇌ 2NO
2
g d. H
2
g + CO
2
g ⇌ H
2
Og + COg e. N
2
g + 3H
2
g ⇌ 2NH
3
g
8.
Harga tetapan kesetimbangan untuk reaksi : 2SO
2
g + O
2
g ⇌ 2SO
3
g adalah 64. Pada suhu yang sama harga tetapan kesetimbangan reaksi :
SO
2
g + ½O
2
g ⇌ SO
3
g adalah …. a. 32
b.
64 1
c. 16 d.
8 1
e. 8
9.
Menurut hukum aksi reaksi, jika aksi menaikkan suhu sistem kesetimbangan, maka
reaksi sistem akan menurunkan suhu dengan bergeser ….
a. Ke pihak yang melepas kalor b. Ke pihak yang menyerap kalor
c. Ke pihak yang jumlah molnya besar d. Ke pihak yang jumlah molnya kecil
e. Ke pihak yang konsentrasinya tinggi
10.
Dari reaksi kesetimbangan berikut, bila volume sistem diubah, maka yang tidak mengalami pergeseran kesetimbangan adalah ….
a. 2SO
2
g + O
2
g ⇌ 2SO
3
g b. N
2
g + 3H
2
g ⇌ 2NH
3
g c. H
2
g + Cl
2
g ⇌ 2HClg
d. N
2
g + ½O
2
g ⇌ N
2
Og e. N
2
O
4
g ⇌ 2NO
2
g
11.
Dalam ruang tertutup terdapat reaksi kesetimbangan : H
2
g + Cl
2
g ⇌ 2HClg
∆H = - 92,3 kJ mol
-1
Ke mana arah kesetimbangan akan bergeser jika suhu dinaikkan ? a. ke kiri, harga K bertambah
b. ke kiri, harga K berkurang c. ke kiri, harga K tetap
d. ke kanan, harga K bertambah e. ke kanan, harga K tetap
12.
Pada pembuatan amonia menurut reaksi : N
2
g + 3H
2
g ⇌ 2NH
3
g ∆H
o
= - 92,38 kJ Agar diperoleh hasil optimum, maka faktor-faktor yang dapat diubah adalah…
a. Menggunakan katalis dan menurunkan suhu b. Menaikkan suhu dan tekanan reaksi
506
PENDALAMAN MATERI KIMIA
c. Menurunkan tekanan dan menambah suhu d. Menaikkan tekanan dan menurunkan suhu
e. Memperbesar volum dan menambah suhu
13.
Ke dalam 1 L ruang tertutup dimasukkan 1 mol zat A dan 1 mol zat B. Setelah bereaksi menurut persamaan 2Ag + 3Bg
⇌ A
2
B
3
g , dan dicapai kesetimbangan
masih terdapat 0,25 zat B. Tetapan kesetimbangan reaksi tersebut adalah …. a. 16
b. 32 c. 64
d. 72 e. 80
14.
Sebanyak 3 mol NH
3
dipanaskan dalam ruang tertutup sehingga terurai menurut reaksi : 2NH
3
g ⇌ N
2
g + 3H
2
g. Pada saat kesetimbangan tercapai, tersisa 1 mol NH
3
dan tekanan total campuran gas sebesar 5 atm. Harga K
p
reaksi pada suhu tersebut adalah
a.
3 atm
2
b.
5 atm
2
c.
9 atm
2
d.
27 atm
2
e.
45 atm
2
15.
Dari reaksi kesetimbangan : N
2
g + O
2
g ⇌ 2NOg. Jika dalam wadah 5 L, tekanan
total 2,4 atm, maka untuk mencampurkan gas N
2
dan gas O
2
masing 0,6 mol dan kesetimbangan tercapai setelah 50 gas N
2
bereaksi, tekanan parsial masing-masing gas berturut-turut adalah ….
2
N
P
atm
2
O
P
atm
NO
P
atm a.
0,1 0,1
2,2 b.
0,4 0,4
1,6 c.
0,6 0,6
1,2 d.
0,8 0,8
0,8 e.
1,0 1,0
0,4 Setelah anda mengerjakan Tes Formatif di atas, cocokkanlah jawaban anda dengan
Jawaban Tes Formatif. Anda dinyatakan berhasil bila nilai anda lebih besar dari 60 yaitu bila anda berhasil menjawab lebih 9 soal dari 15 soal yang ada.
PENDALAMAN MATERI KIMIA
507
Kunci Jawaban tes formatif
1.
D
2.
A
3.
A
4.
B
5.
D
6.
B
7.
D
8.
E
9.
B
10.
C
11.
B
12.
D
13.
C
14.
D
15.
C
Daftar Pustaka
Atkins, PW. 2010, Physical Chemistry, 9
th
.ed. Oxford : Oxford University Press Brady, JE. 2009. General Chemistry. 5
th
Ed. New York : John Wiley Sons. Castellan, G.W. 1983. Physical Chemistry 3
rd
. Massachusset: Addison Wesley. Hiskia Achmad, 1992, Wujud Zat dan Kesetimbangan Kimia. Bandung: Citra Aditya Bakti
M. Fogiel, 1992, The Essentials of Physical Chemistry II, Nex Jersey : Research and Education Association
Oxtoby DW, Gillis, H.P, Nachtrieb. NH, 2001, Principles of Modern Chemistry,
White, J. E. 1987. Physical Chemistry. New York: HBJ Publisher.
508
PENDALAMAN MATERI KIMIA
Pendalaman Materi
Kimia
Redoks dan Elektrokimia
DAFTAR ISI
Reaksi Redoks 511
Sel Elektrokimia 515
Jenis-Jenis Sel Elektrokimia 520
Elektrolisis Leburan Elektrolit 526
Aspek Kuantitatif dalam Sel Elektrolisis 527
Penggunaan Elektrolisis dalam Industri 531
Daftar Pustaka 535
Soal-Soal Penilaian 536
REDOKS DAN ELEKTROKIMIA A. Kompetensi Dasar
:
Peserta dapat memahami konsep reaksi redoks dan penerapannya dalam sistem elektrokimia
B. Indikator Keberhasilan 1. Peserta dapat menjelaskan konsep reaksi redoks
2. Peserta dapat menyebutkan contoh-contoh reaksi redoks dan cara penyetaraannya 3. Peserta dapat menjelaskan penggunaan reaksi redoks untuk sistem elektrokimia
4. Peserta dapat mengetahui berbagai penarapan sistem elektrokimia C. Urutan Materi
1.
Reaksi Redoks a.
Pengertian Reaksi Redoks
Reaksi redoks adalah reaksi yang terjadi perubahan bilangan oksidasi. Konsep tentang bilangan oksidasi, telah dibahas dalam topik sebelumnya. Reaksi redoks mencakup reaksi
reduksi dan oksidasi. Reaksi reduksi adalah reaksi yang terjadi penurunan bilangan oksidasi melalui penangkapan elektron, contohnya :
Cu
2+
aq + 2e → Cu s
Sedangkan reaksi oksidasi adalah reaksi yang terjadi peningkatan bilangan oksidasi melalui pelepasan elektron, contohnya :
Zn s → Zn
2+
aq + 2e Dalam reaksi redoks, reaksi reduksi dan oksidasi terjadi secara simultan, maka reaksi
diatas menjadi : Cu
2+
aq + Zn s → Cu s + Zn
2+
aq Contoh-contoh reaksi redoks yang lain :
1. Zn s + HCl aq → ZnCl
2
aq + H
2
g 2. Br
2
g + KIO
3
aq + 2 KOH aq → KIO
4
aq + 2 KBr aq + 2 H
2
O l
Reaksi autoredoks, atau istilah lainnya reaksi disproporsionasi adalah reaksi dimana suatu zat dapat mengalami reaksi reduksi dan oksidasi. Contoh :
Cl
2
g + 2 KOH aq → KBr aq + KClO aq + 2 H
2
O l
b. Penyetaraan Reaksi Redoks
Penyetaraan reaksi redoks dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu cara setengah reaksi
dan cara perubahan bilangan oksidasi biloks. Cara penyetaraan reaksi redoks
dengan sistem setengah reaksi dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut : 1 menuliskan masing-masing persamaan setengah reaksi reduksi dan reaksi oksidasi
2 menyetarakan unsur-unsur yang mengalami reaksi redoks
PENDALAMAN MATERI KIMIA
511
3 menambahkan 1 molekul H
2
O : - pada yang kekurangan 1 atom O, jika reaksi berlangsung dalam suasana asam
- pada yang kelebihan 1 atom O, jika reaksi berlangsung dalam suasana basa 4 menyetarakan atom hidrogen dengan ion H
+
jika suasana asam atau dengan ion OH
-
jika suasana basa 5 menyetarakan muatan dengan menambahan elektron di sebelah kanan atau kiri
persamaan reaksi 6 menjumlahkan kedua persamaan setengah reaksi dengan menyamakan elektronnya
Contoh 1: Reaksi : Cr
2
O
7 2-
+ Cu
+
→ Cr
3+
+ Cu
2+
Langkah-langkah penyetaraan reaksi: Tahap 1 : Cr
2
O
7 2-
→ Cr
3+
Cu
+
→ Cu
2+
Tahap 2 : Cr
2
O
7 2-
→ 2 Cr
3+
Cu
+
→ Cu
2+
Tahap 3 : Cr
2
O
7 2-
→ 2 Cr
3+
+ 7 H
2
O
Cu
+
→ Cu
2+
Tahap 4 : 14 H
+
+ Cr
2
O
7 2-
→ 2 Cr
3+
+ 7 H
2
O Cu
+
→ Cu
2+
Tahap 5 : 6e + 14 H
+
+ Cr
2
O
7 2-
→ 2 Cr
3+
+ 7 H
2
O I
Cu
+
→ Cu
2+
+ e II
Tahap 6: 6e + 14 H
+
+ Cr
2
O
7 2-
→ 2 Cr
3+
+ 7 H
2
O I x 1
6 Cu
+
→ 6 Cu
2+
+ 6 e II x 6 +
Reaksi akhir: Cr
2
O
7 2-
+ 6 Cu
+
+ 14 H
+
→ 2 Cr
3+
+ 6 Cu
2+
+ 7 H
2
O Cara penyetaraan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi biloks
dilakukan dengan tahapan sebagai berikut : 1 menyetarakan menyamakan unsur-unsur yang mengalami perubahan bilangan
oksdasi 2 menentukan biloks unsur-unsur tersebut dan menentukan perubahannya
3 menyamakan kedua perubahan biloks 4 menentukan jumlah muatan di ruas kiri dan di ruas kanan
5 menyamakan muatan dengan cara : a. jika muatan di ruas kiri lebih negatif maka menambahkan ion H
+
sebanyak perbedaan muatan ini berarti reaksi berlangsung dalam suasana asam
b. jika muatan di ruas kanan lebih positif maka menambahkan ion OH
-
sebanyak perbedaan muatan ini berarti reaksi berlangsung dalam suasana basa
6 menyamakan atom hidrogen di ruas kiri dan kanan dengan cara menambahkan H
2
O.
512
PENDALAMAN MATERI KIMIA
Contoh 2: Reaksi : MnO
4 -
+ Br
-
→ Mn
2+
+ Br
2
Tahap 1 : MnO
4 -
+ Br
-
→ Mn
2+
+ Br
2
Tahap 2 : MnO
4 -
+ Br
-
→ Mn
2+
+ Br
2
↑ ↑ ↑
↑ +7
-2 +2 0 -5
+2 Tahap 3 : MnO
4 -
x 2 dan Br
-
x 5, sehingga persamaan menjadi: 2 MnO
4 -
+ 10 Br
-
→ 2 Mn
2+
+ 5 Br
2
Tahap 4 : 2 MnO
4 -
+ 10 Br
-
→ 2 Mn
2+
+ 5 Br
2
-12 +4
Tahap 5 : di sebelah kiri lebih bermuatan negatif -1 maka ditambahkan ion H
+
sebanyak 16 buah, supaya muatannya sama dengan disebelah kanan +4.
16 H
+
+ 2 MnO
4 -
+ 10 Br
-
→ 2 Mn
2+
+ 5 Br
2
Tahap 6 : 16 H
+
+ 2 MnO
4 -
+ 10 Br
-
→ 2 Mn
2+
+ 5 Br
2
+ 8 H
2
O Periksa jumlah atom di ruas kiri dan kanan, jika sudah setara berarti reaksinya
betul. Karena jumlah atom di sebelah kiri dan kanan sudah sama, serta muatannya juga sama
maka persamaan akhirnya adalah: 16 H
+
+ 2 MnO
4 -
+ 10 Br
-
→ 2 Mn
2+
+ 5 Br
2
+ 8 H
2
O Contoh 3:
Setarakan reaksi : Al + NO
3 -
→ AlO
2 -
+ NH
3
basa
Jawab : Oksidasi : Al
→ AlO
2 -
Al + 4OH
-
→ AlO
2 -
+ 2H
2
O + 3e Reduksi : NO
3 -
→ NH
3 -
NO
3 -
+ 6H
2
O + 8e → NH
3
+ 9OH
-
Reaksi oksidasi dikalikan 8, dan reaksi reduksi dikalikan 3. Oksidasi : 8Al + 32OH
-
→ 8AlO
2 -
+ 16H
2
O + 24e Reduksi
: 3NO
3 -
+ 18H
2
O + 24e → 3NH
3
+ 27OH
-
Reduksi : 8Al + 3NO
3 -
+ 5OH
-
+ 2H
2
O → 8AlO
2 -
+ 3NH
3
+
PENDALAMAN MATERI KIMIA
513
Lembar Kerja Percobaan : Reaksi Redoks
A. Tujuan :
Siswa dapat mengetahui ciri reaksi redoks yang berlangsung spontan
B. Alat dan Bahan
1. Tabung reaksi dan rak tabung 5. Larutan ZnSO
4
1 M 2. Pipet tetes
6. Larutan HCl 1 M 3. Amplas
7. Lempeng logam Zn 4. Larutan CuSO
4
1 M 8. Lempeng logam Cu
C. Langkah kerja :
1. Amplaslah lempeng logam Zn dan Cu hingga bersih, kemudian potong dengan ukuran 0,5 cm x 3 cm masing-masing 2 potong
2. Ambillah 4 buah tabung reaksi yang bersih dan beri nomor 1 sampai 4 3. Isilah ke 4 tabung reaksi :
4. Tabung 1 dengan larutan CuSO
4
5 mL 5. Tabung 2 dengan larutan ZnSO
4
5 mL 6. Tabung 3 dan 4 dengan larutan HCl masing-masing 5 mL
7. Masukkan logam Zn ke dalam tabung 1 dan 3 dan logam Cu ke dalam tabung 2 dan 4. Amati perubahan apakah yang terjadi pada ke 4 tabung reaksi tersebut.
D. Hasil Pengamatan
Tabung reaksi 1
Tabung reaksi 2
Tabung reaksi 3
Tabung reaksi 4
Larutan yang diisikan CuSO
4
ZnSO
4
HCl HCl
Warna larutan …………….
……………. …………….
……………. Logam yang
dicelupkan Zn
Cu Zn
Cu Perubahan yang terjadi
……………. …………….
……………. …………….
E. Hasil Pembahasan
1. Pada tabung reaksi manakah terjadi reaksi redoks spontan ? 2. Jelaskan apakah cirri-ciri reaksi redoks spontan
3. Tuliskan persamaan reaksi yang berlangsung spontan
F. Simpulan
Tuliskan simpulan berdasarkan pengamatan yang telah kamu lakukan bersama teman kelompokmu
514
PENDALAMAN MATERI KIMIA
2. Sel Elektrokimia
a. Reaksi Redoks pada Elektode
Reaksi-reaksi elektode melibatkan transfer muatan dari elektode ke spesies yang terlarut atau sebaliknya. Reaksi-reaksi yang melibatkan transfer muatan dari satu spesies ke
yang lain sering disebut reaksi redoks. Nama redoks terdiri dari REDuksi dan OKSidasi.
Reaksi oksidasi adalah suatu reaksi dimana suatu spesies melepaskan elektron muatan negatif. Sebagai contoh ion besiII dapat melepaskan satu buah elektron menjadi ion
besiIII, sesuai reaksi berikut: Fe
2+
aq → Fe
3+
aq + e Dalam hal ini ion besiII dioksidasi.
Reaksi reduksi adalah suatu reaksi dimana suatu spesies menangkap elektron muatan negatif. Proses ini merupakan kebalikan dari proses pada reaksi oksidasi. Sebagai contoh
ion ceriumIV dapat direduksi menjadi ceriumIII, sesuai persamaan reaksi berikut: Ce
4+
aq + e → Ce
3+
aq Seri reaksi oksidasi dan reduksi dapat digabung dalam sistem reaksi berikut:
keadaan teroksidasi + ne ⇄ keadaan tereduksi
Reaksi tersebut merupakan persamaan umum untuk semua reaksi pada elektode. Dalam praktek reaksi oksidasi tidak pernah terjadi tanpa adanya reaksi reduksi dan sebaliknya.
Jadi reaksi di atas jika digabung akan menjadi satu sistem reaksi redoks dimana akan terjadi transfer elektron dari ion besiII ke ion ceriumIV. Adanya transfer elektron inilah
yang menjadi dasar dalam sistem elektrokimia.
Elektode merupakan bagian penting dalam elektrokimia. Elektode ada dua, yaitu
elektode negatif yang disebut katode dan elektode positif disebut anode. Namun penetapan muatan anode dan katode sangat tergantung dari jenis sistem sel, yaitu sel
potensial atau sel elektrolisis. Di katode inilah terjadi reaksi reduksi, sedangkan reaksi oksidasi terjadi di anode.
b. Potensial Elektode
Telah diungkapkan bahwa perbedaan potensial telah secara mantap terjadi antara elektode dengan larutannya. Kemudian kita akan melihat lebih jauh untuk sistem ini,
terutama untuk mengetahui seberapa besar potensial yang terjadi kuantitatif dan arah dari potensialnya. Perbedaan potensial antara elektode dan larutan pada sistem setengah sel
seringkali disebut sebagai potensial elektode dan untuk membandingkan nilai untuk semua potensial elektode suatu sistem sel dipakai dengan menggunakan proses reaksi reduksi dari
logamnya, M dan ionnya M
n+
, jika dituliskan reaksi umumnya adalah: M
n+
aq + ne → M s
Potensial elektode selalu berdasarkan nilai pada potensial reduksi. Pada sel Galvani, setengah sel mengalami proses reaksi reduksi dan setengah sel yang lain mengalami proses
oksidasi. Dari perjanjian penulisan sel, bahwa proses oksidasi terjadi pada elektode sebelah kiri, yang melepaskan elektron ke luar sirkuit. Sedangkan proses reduksi terjadi di
elektode sebelah kanan.
PENDALAMAN MATERI KIMIA
515
Perhitungan potensial sel adalah sama caranya menghitung potensial dua baterai yang dipasang seri. Apabila setengah sel di sebelah kiri untuk reaksi oksidasi, nilai
potensial elektodenya harus digunakan untuk mengurangi nilai potensial setengah sel di sebelah kanan. Nilai emf sel dinyatakan sebagai berikut:
E sel = E kanan - E kiri
Dimana E sel adalah emf sel galvani, E kanan dan E kiri adalah potensial elektode setengah sel di sebelah kanan dan kiri. Perlu diingat bahwa tanda negatif untuk
menggambarkan bahwa reaksi elektode terjadi untuk reaksi kebalikannya. Untuk sel Daniel, emf sel dinyatakan sebagai:
E sel = E Cu
2+
Cu - E Zn
2+
Zn Dengan cara ini penulisan persamaan kimia untuk reaksi redoks yang terjadi pada sel harus
selalu konsisten sesuai dengan perjanjian. Jika reaksi oksidasi terjadi pada elektode di sebelah kiri, persamaan ditulis sedemikian elektron dilepaskan. Untuk sel Daniel, reaksi
pada setengah sel adalah:
Zn s → Zn
2+
aq + 2e Sebaliknya, setengah sel di sebelah kanan reaksinya ditulis sebagai reaksi reduksi dan
untuk sel Daniel reaksinya adalah: Cu
2+
aq + 2e → Cu s
Penjumlahan kedua reaksi tersebut akan dihasilkan persamaan reaksi: Cu
2+
aq + Zn s + 2e → Zn
2+
aq + Cu s + 2e Jika elektronnya dihilangkan maka persamaannya menjadi:
Zn s + Cu
2+
aq → Zn
2+
aq + Cu s
c. Potensial Elektode Standar
Dalam pengukuran potensial suatu sel elektrokimia, maka sejumlah kondisi harus dipenuhi yaitu:
a. semua pengukuran dilakukan pada temperatur 298 K b. keberadaan analit dalam kapasitas sebagai aktivitas misalnya 1 molL
c. semua pengukuran potensial sel dibandingkan dengan potensial standar sel dengan
menggunakan elektode standar hidrogen. Potensial elektode diukur dengan memperhatikan potensial elektode standar, yang
dilambangkan E
o
. Cara yang cukup baik untuk menentukan potensial standar suatu sel adalah dengan membandingkan dengan elektode standar hidrogen. Pada kesempatan ini
hanya akan disinggung secara singkat bagaimana cara memperoleh nilai potensial standar. Pada gambar berikut akan diukur potensial setengah sel dari elektode tembaga dalam
larutan tembagaII. Untuk itu akan dibandingkan dengan elektode hidrogen, yang gambar selengkapnya dapat dilihat pada Gambar 4.1.
516
PENDALAMAN MATERI KIMIA
