POTENSIAL SEL POTENSIAL ELEKTRODA REDUKSI

13 Gambar 5.2. Rangkaian Sel Elektrolisis 1. Elektrolisis larutan CuCl 2 Anoda 2 Cl - aq Cl 2 + 2e - Katoda Cu 2+ aq + 2e - Cu s + Reaksi sel 2 Cl - aq + Cu 2+ aq Cl 2g + 2 Cu s 2. Elektrolisis larutan Na 2 SO 4 Ternyata bahwa pada anoda H 2 O lebih mudah teroksidasi daripada SO 4 2- dan pada katoda H 2 O lebih mudah tereduksi dari Na + sehingga reaksi yang terjadi adalah : Anoda 2 H 2 O l O 2g + 4 H + + 4 e - Katoda 4 H 2 O l + 4e - 2 H 2g + 4 OH - + Reaksi sel 6 H 2 O l 2 H 2g + O 2g + 4 H + + 4 OH - aq Penggunaan Elektrolisis dalam Praktek Penggunaan elektrolisis dalam praktek banyak dilakukan untuk memperoleh berbagai zat kimia yang banyak diperlukan. Sebagai contoh hasil elektrolisis larutan atau cairan adalah : Cl 2 g, Na, NaOH, logam murni berupa Al, Cu, Mg dan lain-lain. Penggunaan lain elektrolisis adalah pada pelapisan permukaan logam seperti besi dengan logam yang lebih mulia seperti Ni atau Cr electroplating, untuk mencegah korosi, pelapisan emas atau perak juga dilakukan pada perhiasan.

E. HUKUM FARADAY

Secara empirik Faraday telah membuktikan hukum-hukum kuantitatif elektrolisis. Hukum Faraday mengatakan bahwa massa produk yang dihasilkan pada elektroda sebanding dengan jumlah listrik yang dipergunakan pada elektrolisis. Jumlah listrik yang 14 dialirkan melalui sel elektrolisis agar dapat mengalirkan 1 mol elektron dinyatakan sebagai satu Faraday F. Untuk elektrolisis dapat diturunkan hubungan massa zat yang terbentuk pada elektroda dan jumlah listrik yang telah dipergunakan. W = a i t F dengan : W = massa zat ; a = massa ekivalen zat ; I = arus dalam ampere ; t = waktu dalam detik ; 1F = 96500 coulomb ; n = jumlah elektron

F. KESPONTANAN REAKSI REDOKS

Secara termodinamika kespontanan suatu reaksi kimia dapat dinyatakan dengan percobaan energi bebas yang harganya negatif : ∆G ∆G = -nF E sel dala keadaa sta dar : ∆G  = -nF E sel Untuk reaksi : Zn s + Cu 2+ aq ⇄ Zn 2+ aq + Cus n=2, F= 96500 dan E  sel = +1,10 Volt, maka ∆G  = - 2 Mol e× M × + , J C ∆G  = -212000 J Reaksi redoks berlangsung spontan.

G. PERSAMAAN NERNST

Untuk reaksi : aA + bB ⇄ cC + dD Berlaku hubungan : ∆G = ∆G  + RT ln [C] [ ] [A] [ ] -n FE = -nFE  + RT ln [C] [ ] [A] [ ] Persamaan Nernst adalah : E = E  − nF ln [C] [ ] [A] [ ] 15 E = E  − , n ln [C] [ ] [A] [ ] Penggunaan reaksi Nernst untuk menghitung E sel , atau potensial dari setengah reaksi E  : Zn s + Cu 2+ aq ⇄ Zn 2+ aq + Cus E sel = E  sel − , n ln [Zn] 2+ [Cu] 2+ E sel = 1,10 – 0,296 ln [Zn] 2+ [Cu] 2+ E sel tergantung dari konsentrasi-konsentrasi ion pereaksi dan ion hasil reaksi. Untuk setengah sel seperti : Zn 2+ + 2e - ⇄ Zn s Berlaku E Zn = E  Zn − , log [Zn] 2+ Disinipun harga E Zn , tergantung dari konsentrasi ion Zn 2+ . H. BEBERAPA SEL GALVANI 1. Set Kering Sel Laclanche Zn : MnO 2 , NH 4 Cl, ZnCl 2 , pasta : C grafit Reaksi sel : Zn s + 2NH 4 + + 2MnO 2 ⇄ Zn 2+ + Mn 2 O 3 + H 2 O 2. Reaksi Penyimpan Timbal AKI PbH 2 SO 4 Bj ± 1,30 PbO Reaksi sel : Pb s + PbO 2 s + H 2 SO 4 ⇄ 2PbSO 4 + 2H 2 O 3. Sel Nikel Kadmium CdKOH 20 Ni 2 O 3 x H 2 O Reaksi sel : Cd + Ni 2 O 3 + 3H 2 O ⇄ CdOH 2 + 3NiOH 2 4. Sel Bahan Bakar Sel terdiri dari anoda Ni dan katoda NiO 2 dengan larutan elektrolit KOH. Gas secara kontinue terdifusi bersentuhan dengan elektroda. Anoda : 2H 2 + 4OH - ⇄ 4H 2 O + 4e - Katoda : O 2 + 2H 2 O + 4e - ⇄ 4OH - Reaksi sel : 2H 2 + O 2 ⇄ 2 H 2 O