Elektrokimia

Elektrokimia adalah ilmu yang mengkaji sifat dab reaksi kimia yang melibatkan ion dalam larutan, termasuk reaksi redoks dan elektrolisis

1. Perkembangan Konsep Reaksi Redoks
   
   Reaksi Redoks berasal dari kata "reaksi redoks dan oksidasi". Berdasarkan perpindahan elektron, reaksi oksidasi adalah reaksi pelepasan elektron, sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi penerimaan elektron. Berdasarkan perubahan bilangan oksidasi, reaksi oksidasi terjadi jika bilangan oksidasi suatu unsur bertambah sedangkan reaksi reduksi terjadi jika bilangan oksidasi suatu unsur berkurang. Bilangan oksidasi suatu unsur digunakan untuk memudahkan penghitungan perpindahan elektron, baik pada senyawa ion maupun kovalen.
   
   Bilangan oksidasi suatu unsur adalah bilangan bulat yang digunakan untuk menghitung perpindahan elektron dari atom, ion, atau molekul ke atom, ion, atau molekul yang lain.
   
   
    
2. Penyetaraan Persamaan Reaksi Redoks
   
   Penyetaraan persamaan reksi redoks dapat dilakukan dengan dua cara yaitu cara perubahan bilangan oksidasi dan setengah reaksi (ion elektron).
   
   1. Cara perubahan bilangan oksidasi
      
      Penyetaraan persamaan reaksi redoks dengan cara perubahan bilangan oksidasi digunakan untuk larutan atau bukan larutan. Prinsip dasarnya ialah jumlah bilangan oksidasi pada reaksi oksidasi sama dengan jumlah bilangan oksidasi pada reaksi reduksi. Tahap-tahapnya sebagai berikut.
      
      Tahap 1     Biloks masing-masing unsur ditentukan. 
      Tahap 2     Unsur yang mengalami perubahan biloks disetarakan jumlahnya dan jumlah perubahan biloks unsur dihitung. 
      Tahap 3 Jumlah perubahan biloks disamakan dengan mengalikan koefisien yang sesuai. 
      Tahap 4     Jumlah muatan di ruas kiri dan kanan ditentukan.
      
      Tahap 5     Muatan disetarakan dengan cara sebagai berikut.
      
      1. Ion H⁺ ditambahkan pada ruas yang kekurangan muatan positif jika reaksi dalam larutan suasana suasana asam.
         
      2. Ion OH^¯ ditambahkan pada ruas yang kekurangan muatan negatif jika reaksi dalam larutan suasana basa.
         
      Tahap 6     Atom H disetarakan dengan menambahkan moleluk H₂O
      
      1. Cara setengah reaksi (ion elektron)
         
      Penyetaraan dengan cara setengah reaksi (ion elektron) merupakan persamaan reaksi redoks yang digunakan untuk larutan. Penyetaraan dengan cara ini digunakan apabila suasana reaksi telah diketahui. Penyetaraan setengah reaksi dilakukan dengan menghitung elektron yang diterima atau dilepaskan dan menyamakan jumlah elektronnya. Tahap-tahapnya sebagai berikut.
      
      Tahap 1     Setengah reaksi reduksi dan oksidasi untuk kedua zat yang bereaksi ditulis. 
      Tahap 2     Unsur yang mengalami perubahan biloks disetarakan. 
      Tahap 3     Molekul H2O ditambahkan pada ruas yang kekurangan atom O Tahap 4 Atom H pada ruas yang kekurangan atom H disetarakan dengan menmbahkan ion H⁺ (suasana asam) atau ion OH^- (suasana basa). 
      Tahap 5     Muatan disetarakan dengan menambahkan elektron 
      Tahap 6     Jumlah elektron yang diterima dan yang dilepaskan disamakan, kemudian dijumlahkan.
      
      
       
3. Sel Elektrokimia
   
   1. Sel Galvani atau sel Volta
      

• Sel yang digunakan untuk mengubah energi kimia menjadi energi listrik
  
• Dalam sel ini berlangsung reaksi redoks dimana katoda (kutub positif) dan tempat terjadinya reduksi, sedangkan anoda (kutub negatif) dan tempat terjadinya oksidasi
  
  Notasi penulisan Sel Volta:    
  

M ǀ MA+ ǀǀ LB+ ǀ L

   Anoda       Katoda

M         : Logam yang mengalami oksidasi

M^A+     : Logam hasil oksidasi dengan kenaikan bilangan oksidasi=A

L     : logam hasil reduksi

L^B+     : Logam yang mengalami reduksi dengan penurunan bilangan oksidasi=B

Potensial Elektroda (E)

Potensial listrik yang muncul dari suatu elektroda dan terjadi apabila elektroda ini dalam keadaan setimbang dengan larutan ion-ionnya. Atau menunjukkan beda potensial antara elektroda logam dengan elektroda hidrogen yang mempunyai potensial elektroda = 0 volt.

Bila diukur pada 25˚C, 1 atm:

Potensial Elektroda = Potensial Elektroda Standar(E˚)

 

E˚sel = E˚reduksi-E˚oksidasi

 Potensial Sel = E˚sel dirumuskan sebagai:

Reaksi dikatakan spontan bila nilai E˚sel = POSITIF

1. Sel Elektrolisis
   

• Sel yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi kimia
  
• Dalam sel ini berlangsung reaksi redoks dimana katoda (kutub negatif) dan tempat terjadinya reduksi, sedangkan anoda (kutub positif) dan tempat terjadinya oksidasi.
  

1. Elektrolisis Leburan (Lelehan)
   
   Apabila suatu lelehan dialiri listrik maka di katoda terjadi reduksi kation dan di anoda terjadi oksidasi anion
   
2. Elektrolisis Larutan
   
   Bila larutan dialiri arus listrik maka berlaku ketentuan sebagai berikut:
   
   Reaksi di KATODA (elektroda -)
   

• Bila kation logam-logam golongan I A, golongan II A, Al, dan Mn, maka yang tereduksi adalah air (H₂O):
  

2H2O (l) + 2e H2 (g) + 2 OH- (aq)

• Bila kation H+ maka akan tereduksi:
  

2H+ (aq) + 2e H2 (g)

• Bila kation logam lain selain tersebut diatas, maka logam tersebut akan tereduksi:
  

Lm+(aq) + me L (s)

 

Reaksi di ANODA (elektroda +)

Anoda Inert (tidak reaktif seperti Pt, Au, C)

• Bila anion sisa asam atau garam oksi seperti SO42-, NO3, dll, maka yang teroksidasi adalah air (H2O):
  

2H2O (l) O2 (g) + 4 H+ (aq) + 4e

• Bila anion OH- maka akan teroksidasi:
  

4OH- (aq) O2 (g) + 2 H2O (l) + 4e

• Bila anion golongan VII A (Halida) maka akan teroksidasi:
  

2 F (aq) F2 (g) + 2e

2 Br- (aq) Br2 (g) + 2e

 

2 Cl- (aq) Cl2 (g) + 2e

l- (aq) I2 (g) + 2e

 

1. Hukum Faraday
   
   Hukum Faraday 1: massa zat yang dibebaskan pada reaksi elektrolisis sebanding dengan jumlah arus listrik dikalikan dengan waktu elektrolisis
   
   Hukum Faraday 2: massa zat yang dibebaskan pada reaksi elektrolisis sebanding dengan massa ekivalen zat tersebut
   

   Massa ekivalen = me = massa atom relative perubahan bil-oks

   
    
   
    
   Dari hukum Faraday 1 dan Faraday 2 didapatkan rumus:
   
   
    
   i = kuat arus
   
   t= waktu
   
   me = massa ekivalen zat
   
   
    
   
    
   Kesimpulan
   
   Elektrokimia adalah ilmu yang mengkaji sifat dan reaksi kimia yang melibatkan ion dalam larutan, termasuk reaksi redoks dan elektrolisis. Reaksi redoks merupakan salah satu jenis reaksi kimia yang persamaan reaksinya harus setara. Reaksi redoks dapat disetarakan dengan cara perubahan bilangan oksidasi dan setengah reaksi.
   
   Reaksi redoks dapat berlangsung secara spontan dan tidak spontan. Dengan menggunakan sel Volta dan sel Galvani, reaksi redoks spontan dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik. Ternyata reaksi redoks tidak spontan dapat berlangsung dengan bantuan arus listrik. Reaksi kimia yang terjadi karena diberi arus listrik mealui elektrolit atau lelehan senyawa ion disebut elektrolisis. Reaksi elektrolisis dapat dipengaruhi oleh konsentrasi larutan elektrolit, jenis larutan elektrolit, dan sifat elektroda.
   
   Michael Faraday menyatakan dua hukum yang berkaitan dengan elektrolisis. Elektrolisis berguna dalam proses penyepuhan dan pemurnian logam. Proses korosi dapat dicegah dengan memanfaatkan pengetahuan tentang potensial sel dan reaksi redoks.
   
   
    
   
    
   
    
   Daftar Pustaka
   
   Suharsini, Maria dkk. 2007. Kimia dan Kecakapan Hidup. Jakarta: Ganeca Exact.
   Tim Penulis Kimia. 2003. Kimia SMU Kelas 3. Bandung : PT. Remaja Rosdakarya.
   S. T. Krisbiyantoro, Adi. 2008. Panduan Kimia Praktis SMA. Cetakan Pertama. Yogyakarta: Pustaka Widyatama.
   
   
    

Hanya sekedar mencoba posting dari Microsoft Word 2007. Hanya sekedar mencoba posting dari Microsoft Word 2007. Hanya sekedar mencoba posting dari Microsoft Word 2007. Hanya sekedar mencoba posting dari Microsoft Word 2007. Hanya sekedar mencoba posting dari Microsoft Word 2007.

Hanya sekedar mencoba posting dari Microsoft Word 2007. Hanya sekedar mencoba posting dari Microsoft Word 2007. Hanya sekedar mencoba posting dari Microsoft Word 2007. Hanya sekedar mencoba posting dari Microsoft Word 2007.