32
Kimia SMA dan MA Kelas XII
jukkan dengan penyimpangan jarum voltmeter. Larutan dalam jembatan garam berfungsi menetralkan kelebihan ion positif
ion Zn
2+
dalam larutan ZnSO
4
dengan menetralkan kelebihan ion negatif ion SO
4 2
¯ dalam larutan. Elektrode di mana reaksi oksidasi terjadi disebut anode. Adapun
elektrode di mana reaksi reduksi terjadi disebut katode
. Reaksi yang terjadi pada sel Volta dapat dituliskan seperti berikut.
Anode :
Zn
s
→ Zn
2+
aq
+ 2 e¯ Katode
: Cu
aq
2+
+ 2 e¯ →
Cu
s
Reaksi Sel :
Zn
s
+ Cu
2+
aq
→ Zn
2+
aq
+ Cu
s
Susunan sel Volta dinyatakan dengan notasi singkat yang disebut diagram sel. Diagram sel pada sel Volta di atas dapat
dituliskan seperti berikut.
Zn | Zn
2+
Cu
2+
|Cu Notasi tersebut menyatakan bahwa pada anode terjadi reaksi
oksidasi Zn menjadi Zn
2+
. Adapun di katode terjadi reaksi reduksi Cu
2+
menjadi Cu. Dua garis sejajar menyatakan jembatan garam dan garis tunggal sejajar | menyatakan batas antarfase.
2. Potensial Elektrode Standar
Untuk mengukur potensial dipilih elektrode hidrogen sebagai elektrode pembanding. Hidrogen diabsorpsi oleh logam platina
murni inert sehingga ion H
+
dari larutan bersentuhan dengan hidrogen. Potensial sel yang dihasilkan oleh suatu elektrode yang
dibandingkan dengan elektrode hidrogen disebut dengan potensial elektrode
dengan lambang E. Jika pengukuran dilakukan pada keadaan standar yaitu pada suhu 25 °C, tekanan
1 atm dengan konsentrasi ion-ion 1 M disebut potensial elektrode standar
yang diberi lambang E°. Kondisi ini dapat ditulis seperti berikut.
2 H
+
aq
+ 2 e¯ →
H
2
g
1 atm E
° = 0,00 volt 2 H
+
aq
| H
2
g
25 °C, 1 atm E
° = 0,00 volt Bagaimana cara menentukan potensial elektrode baku, untuk
elektrode yang lainnya? Misalnya kita mempunyai elektrode Cu dan Cl, maka kita
menuliskannya: Cu
2+
aq
+ 2 e¯ →
Cu
s
E ° = ?
Cl
2
g
+ 2 e¯ →
2 Cl¯
aq
E ° = ?
Untuk mengukur E° elektrode di atas maka kita menggunakan H
2
sebagai elektrode standar dan Cu ditempatkan pada elektrode selanjutnya. Ternyata perbedaan potensial yang diukur adalah
0,337 volt, sehingga kondisi tersebut dapat ditulis: H
2
| H
+
Cu
2+
| Cu E
°
sel
= 0,337 volt Jadi, reaksi yang terjadi pada sel Volta adalah seperti berikut.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Reaksi Oksidasi Reduksi dan Elektrokimia
33
Oksidasi : H
2
g
→ 2 H
+
aq
+ 2 e¯ Reduksi :
Cu
2+
aq
+ 2 e¯ →
Cu
s
H
2
g
+ Cu
2+
aq
→ 2 H
+
aq
+ Cu
s
E ° = 0,337 volt
Harga potensial elektrode standar dapat kamu lihat pada lampiran.
a. Potensial sel Potensial sel E°
sel
merupakan beda potensial yang terjadi pada kedua elektrode. Potensial dapat ditentukan dengan cara
mengukur potensial listrik yang timbul dari pengga-bungan dua setengah sel menggunakan voltmeter atau potensiometer.
Potensial sel juga dapat dihitung dengan cara menghitung selisih potensial elektrode yang digunakan. Secara matematis
dapat dituliskan seperti berikut.
E °
sel
= E °
katode
– E°
anode
Katode merupakan elektrode yang mempunyai harga E° lebih besar, sedangkan anode merupakan elektrode yang
mempunyai harga E° lebih kecil.
Contoh
Pada sel Volta diketahui dua elektrode Zn dalam larutan Zn
2+
dan elektrode Cu dalam Cu
2+
. Zn
2+
aq
+ 2 e¯ →
Zn
s
E ° = -0,76 volt
Cu
2+
aq
+ 2 e¯ →
Cu
s
E ° = +0,34 volt
a. Tentukan elektrode sebagai anode dan katode. b. Tentukan potensial sel E°
sel
. c. Tuliskan reaksi pada sel Volta.
Penyelesaian: a. Oleh karena E°
sel
Zn E°
sel
Cu, maka Zn sebagai anode dan Cu sebagai katode.
b. E°
sel
= E
°
katode
– E°
anode
= E
°
Cu
– E°
Zn
= 0,34 – -0,76
= 1,1 Volt
c. Reaksi pada sel Volta Katode reduksi : Cu
2+
aq
+ 2 e¯ →
Cu
s
E ° = 0,34 V
Anode oksidasi : Zn
s
→ Zn
2+
aq
+ 2 e
2
¯ E
° = 0,76 V Cu
2+
aq
+ Zn
s
→ Cu
s
+ Zn
2+
aq
E°
sel
= 1,10 V Bagaimana hubungan potensial sel dengan reaksi spontan?
Jumlah potensial setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi reaksi redoks dapat dituliskan seperti berikut.
E °
redoks
= E °
reduksi
– E°
oksidasi
Alessandro Volta, Penemu Baterai 1745 – 1827
Alessandro Giuseppe Antonia Anastasio Volta lahir di Como, Italia.
Penemu baterai pertama ini lahir pada 18 Februari 1475.
Sekarang, Volta dikenang seba- gai penemu listrik arus tetap. Ia
juga menemukan elektrostatiska, meteorologi, dan pneumatik.
Baterai listrik adalah puncak karya Volta.
Info Kimia
Sumber: Microsoft Student 2006
Di unduh dari : Bukupaket.com
34
Kimia SMA dan MA Kelas XII
Potensial reaksi redoks ini digunakan untuk meramalkan apakah suatu reaksi berlangsung spontan atau tidak.
a. Bila E°
sel
positif maka reaksi akan terjadi spontan b. bila E°
sel
negatif maka reaksi tidak akan terjadi spontan
Contoh
Diketahui data potensial elektrode sebagai berikut: Cu
2+
aq
| Cu
s
E °
sel
= +0,34 volt Zn
2+
aq
| Zn
s
E °
sel
= -0,76 volt Ramalkan apakah reaksi tersebut dapat berlangsung
spontan? Penyelesaian:
Reduksi :
Cu
2+
aq
+ 2e
-
→ Cu
s
E ° = +0,34 volt
Oksidasi : Zn
s
→ Zn
2+
aq
+ 2e
-
E ° = +0,76 volt
Redoks :
Cu
2+
aq
+ Zn
s
→ Cu
s
+ Zn
2+
aq
E °
sel
= +1,10 volt Oleh karena E° positif, berarti reaksi berlangsung spontan.
Bagaimanakah aliran elektron pada elektrokimia? Oleh karena sel elektrokimia mempunyai dua kutub, berarti
bahwa salah satu dari elektrode tersebut adalah positif katode dan elektrode yang lain adalah negatif, sehingga
aliran elektron mengalir secara spontan dari anode ke katode.
b. Deret Volta Perhatikan kembali sel Volta di halaman 29
Mengapa logam zink yang mengalami oksidasi, bukan logam tembaga?
Unsur-unsur logam disusun berdasarkan potensial elektrode standarnya. Susunan ini disebut deret Volta. Berikut deret Volta.
Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au.
Pada deret Volta, dari kiri ke kanan makin mudah mengalami reaksi reduksi atau dari kanan ke kiri makin
mudah mengalami reaksi oksidasi. Logam-logam di sebelah kiri atom H memiliki harga E° negatif. Adapun logam-logam
di sebelah kanan atom H memiliki harga E° positif. Perhatikan harga potensial elektrode standar dari deret volta
pada Tabel 2.1. Jadi hal inilah yang menyebabkan dalam sel Volta yang mengalami oksidasi adalah logam zink bukan
logam tembaga.
3. Beberapa Sel Volta
