39
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
Anoda : Zn
s
o Zn
2+
aq
+ 2e Katoda : 2NH
4 +
aq
+ 2MnO
2
s
o Mn
2
O
3
s
+ 2NH
3
aq
+ H
2
O
l
Zn
s
+ 2NH
4
aq
+
+ 2MnO
2
s
o
Zn
2+
aq
+ Mn
2
O
3
s
+ 2NH
3
aq
+ H
2
O
l
2 Baterai Alkalin
Baterai alkalin pada dasarnya sama dengan sel kering, hanya saja bersifat basa karena menggunakan KOH sebagai pengganti NH
4
Cl dalam pasta. Reaksi yang terjadi pada baterai alkalin adalah sebagai berikut:
Anoda : Zn
s
+ 2OH
-
aq
o ZnOH
2
s
+ 2e Katoda : 2MnO
2
s
+ 2H
2
O
l
o 2MnOOH
s
+ 2OH
-
aq
Baterai ini lebih tahan lama dari sel kering biasa.
3 Sel Aki
Aki merupakan jenis baterai yang praktis karena dapat diisi kembali. Anoda Pb katodanya PbO
2
sedangkan larutan elektrolitnya H
2
SO
4
. Reaksi penggunaan atau pengosongan aki:
Anoda : Pb
s
+ HSO
4 -
aq
o PbSO
4
s
+ H
+
aq
+ 2e Katoda : PbSO
2
s
+ HSO
4 -
aq
+ 3H
+
+ 2e o PbSO
4
s
+ 2H
2
O
l
Pb
s
+ PbO
2
s
+ 2HSO
4 -
aq
+ 2H
+
aq
o 2PbSO
4
s
+ 2H
2
O
l
Karena hasil reaksi pengosongan aki tetap melekat pada kedua elektroda, maka aki dapat diisi kembali dengan membalik arah aliran elektron pada
kedua elektroda.
Gambar 2.3 Sel kering dan sel aki.
Ilustrasi : Haryana
40
Kimia SMAMA Kelas XII
Soal Kompetensi 2.3
Reaksi pengisian aki: Anoda : PbSO
4
s
+ 2H
2
O
l
o PbO
2
s
+ 3H
+
aq
+ HSO
4 -
aq
+ 2e Katoda : PbSO
4
s
+ H
+
aq
+ 2e o Pb
s
+ HSO
4 -
aq
2PbSO
4
s
+ 2H
2
O
l
o Pb
s
+ PbO
2
s
+ 2HSO
4 -
aq
+ 2H
+
aq
1. Apakah perbedaan sel Leclanche sel kering dengan baterai alkalin?
2. Mengapa setelah digunakan dapat diisi ulang? 3. Sebutkan jenis sel volta yang lain yang belum ditulis di buku ini
4. Bila Mg
2+
+ 2e o Mg E° = -2,37 volt
Cu
2+
+ 2e o Cu E° = +0,34 volt
a. Tuliskan bagan selnya b. Hitung potensial selnya
c. Berlangsungkah reaksi:
Mg
2+
+ Cu o Cu
2+
+ Mg 5. Pada suatu sel volta terjadi reaksi : 2Cr + 3 Ni
2+
o 3Ni +
2Cr
3+
a. Logam apakah yang bertindak sebagai anoda dan katoda? b. Tuliskan notasi selnya
c. Hitunglah potensial selnya bila E° Cr
3+
| Cr = -0,71 volt dan E°Ni
2+
| Ni= -0,25 volt 6. Diketahui
Pb| Pb
2+
|| Mg
2+
|| Mg E° sel = -2,21 volt Pb| Pb
2+
|| Cu
2+
|| Mg E° sel = +0,47 volt Zn| Zn
2+
|| Cu
2+
|| Cu E° sel = +1,10 volt Berapakah harga potensial dari Mg| Mg
2+
|| Zn
2+
| Zn ? 7. Tuliskan reaksi yang terjadi pada:
a. batu baterai, b. pengisian aki,
c. pengosongan aki
8. Apakah perbedaan baterai biasa dengan baterai alkalin?
41
Reaksi Redoks dan Elektrokimia
2. Sel Elektrolisis
Pada sel volta yang baru saja kita pelajari, reaksi redoks spon-
tan menimbulkan arus listrik. Terjadinya arus listrik ini dapat
diamati dari voltmeter. Tidak demikian halnya dengan sel elek-
trolisis, reaksi redoks yang tidak spontan dapat berlangsung bila
kedalamnya dialiri listrik. Perha- tikan gambar susunan sel elektroli-
sis pada Gambar 2.5
Arus listrik dari sumber arus searah mengalir ke dalam larutan
melalui katoda atau elektroda negatif. Pada katoda ini terjadi reaksi reduksi dari spesi tertentu yang ada dalam larutan. Spesi tertentu yang lain
mengalami oksidasi di anodaelektroda positif. Dalam hal tempat reaksi berlangsung sama seperti sel volta yaitu katoda tempat terjadi reaksi
reduksi sedangkan anoda tempat terjadi oksidasi, tetapi muatan elektroda dalam sel elektrolisis berlawanan dengan muatan elektroda dalam sel volta.
Pada sel elektrolisis katoda merupakan elektroda negatif, sedangkan anoda merupakan elektroda positif.
Spesi yang mengalami reduksi di katoda dan spesi yang mengalami oksidasi di anoda, tergantung pada potensialnya masing-masing. Spesi
yang mengalami reduksi adalah yang mempunyai potensial elektroda lebih positif. Sedangkan spesi yang mengalami oksidasi adalah yang mempunyai
potensial elektroda lebih negatif. Dengan demikian, tidak selalu kation yang mengalami reduksi dan tidak selalu anion yang mengalami oksidasi,
mungkin saja pelarutnya air yang mengalami reduksi dan atau oksidasi. Bila elektroda bukan elektroda inert sukar bereaksi maka elektroda akan
mengalami oksidasi. Untuk lebih jelasnya, perhatikan beberapa hal yang harus diperhatikan dalam menulis reaksi elektrolisis berikut.
a. Reaksi pada Anoda Oksidasi
1 Bila anoda terbuat dari Pt, Au, atau C, maka anoda tidak ikut teroksidasi, a Ion OH
-
teroksidasi menjadi H
2
O dan gas O
2
4OH
-
aq
o 2H
2
O
l
+ O
2
g
+ 4e b Ion sisa asam halida Cl
-
, Br
-
, I
-
teroksidasi menjadi molekulnya. Contoh : 2Br
-
aq
o Br
2
l
+ 2e c Ion sisa asam oksi SO
4 2-
, NO
3 -
, CO
3 2-
tidak teroksidasi, yang teroksidasi adalah air pelarut.
2H
2
O
l
o 4H
+
aq
+ O
2
g
+ 4e
Gambar 2.4 Sel elektrolisis.
Ilustrasi : Haryana
42
Kimia SMAMA Kelas XII
Kegiatan Ilmiah 2.2
2 Bila anoda terbuat selain dari Pt, Au, atau C, maka anoda ikut teroksidasi. Contoh :
anoda dari logam Ag maka Ag
s
o Ag
+
aq
+ e anoda dari logam Cu maka Cu
s
o Cu
2+
aq
+ 2e
b. Reaksi pada Katoda Reduksi
a Ion H
+
tereduksi menjadi gas H
2
: 2H
+
aq
+ 2e o H
2
g
b Ion-ion logam 1 Ion-ion logam alkali dan alkali tanah Na
+
, K
+
, Ca
2+
, Mg
2+
dan lain-lain serta Al
3+
, Mn
2+
tidak mengalami reduksi, yang tereduksi adalah air pelarut.
2H
2
O
l
+ 2e o H
2
g
+ 2OH
-
aq
2 Ion-ion logam selain alkali dan alkalis tanah serta Al
3+
, Mn
2+
tereduksi menjadi logamnya. Contoh: Ni
2+
aq
+ 2e o Ni
s
Perhatikan beberapa contoh reaksi elektrolisis berikut: 1 Reaksi elektrolisis larutan CaCl
2
dengan elektroda karbon Anoda : 2Cl
-
aq
o Cl
2
g
+ 2e Katoda : 2H
2
O
l
+ 2e o H
2
g
+ 2OH
-
aq
2Cl
-
aq
+ 2H
2
O
l
o Cl
2
g
+ H
2
g
+ 2OH
-
aq
2 Reaksi elektrolisis larutan NaNO
3
elektroda Pt Anoda : 2H
2
O
l
o 4H
+
aq
+ O
2
g
+ 4e Katoda : 2H
2
O
l
+ 2e o H
2
g
+ OH
-
aq
×2 6H
2
O
l
o 4H
+
aq
+ O
2
g
+ 2H
2
g
+ 4OH
-
aq
3 Reaksi elektrolisis leburan NaCl Anoda : 2Cl
-
aq
o Cl
2 +
g
+ 2e Katoda : Na
+
aq
+ e
o Na
s
×2 2Cl
-
aq
+ Na
+
aq
o Cl
2
g
+ Na
s
Agar lebih memahami proses elektrolisis, lakukan kegiatan berikut:
Mengamati proses elektrolisis Tujuan:
Memahami proses elektrolisis
Alat dan bahan:
- pipa U
- batu baterai
- elektroda karbon
- larutan amilum
+
+ +
