Kestimban Elektrokimia

NAMA            : NOURMA ANINDYTA PUTRI

NIM                 : 15630003

Kesetimbangan Elektrokimia

Pengertan sel elektrokimia

            Elektrokikimia merupkan ilmu yang mempelajari aksi antara sifat-sifat listrik dengam reaksi kimia. Misalnya, perubahan energi kimia menjadi energi lstrik pada elemen elektrokimia, reaksi oksidasi-reduksi secara spontan pada elemen yang dijadikan sumber arus listrik, dan perpindahan elektron dalam larutan elektrolit, dan terjadi pada aki. Elektrokimia dalam bahasa Inggrisnya elctrochemistry. Elektrokimia juga disebut sebagai cabang yang mempelajari reaksi kimia yang berlangsung dalam larutan pada antar muka konduktor elektron (logam atau semikonduktor) dan konduktor ionik (elektrolit), dan melibatkan perpindahan elektron antara elektroda dan elektrolit atau sejenis dalam larutan. Jika reaksi kimia didorong oleh tegangan ekternal, maka akan seperti elektrolisis, atau jika tegangan yang dibuat oleh reaksi kimia seperti di baterai, maka akan terjadi reaksi elektrokimia. Sebaliknya, reaksi kimia terjadi dimana elektron yang ditransfer antara molekul yang disebut reaksi oksdasi-reduksi (redoks). Secara umum, elektrokimia berkaitan dengan situasi dimana oksidasi dan reduksi reaksi dipisahkan dalam ruang atau waktu, dihubungkan oleh sebuah sirkuit listrik eksternal.

Penggolongan Elektrokimia

            Reaksi elektrokimia dapat dbagi dalm dua kelas, yang pertama yaitu yang menghasilkan arus listrik (proses yang terjadi dalam baterai) dan yang kedua adalah dihasilkan oleh arus listrik elektrolisis. Tipe pertama reaksi bersifat serta merta , dan energi bebas sistem kimianya berkurang; sistem tersebut dapat melakukan kerja, misalnya saja untuk menjalankan motor. Sedangkan tipe kedua harus dipaksa agar terjadi (oleh kerja dilakukan terhadap sistem kimia), dan energi bebas sistem kimia menjadi bertambah (Keenan, 1980). Berikut adalah penggolongan dari sel elektrokimia :

1.    Sel Gallvani / Sel Volta

Sel volta atau sel gallvani merupakan penataan bahan kimia dan penghantar yang listrik yang memberikan aliran elektron lewat rangkaian luar dari suatu zat kimia yang teroksidasi ke zat kimia yang tereduksi (Keenan, 1980). Sel volta seperti ini mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang dapat digunakan untuk melakukan kerja (Oxtoby, 1999).

Prinsip-prinsip sel gallvani / sel volta:

a.    Gerakan elektron dalm sirkuit luar karena terjadiya reaksi redoks

b.    Terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik

c.    Pada anoda, elektron ialah hasil dari reaksi oksdasi (anoda adalah kutub negatif)

d.    Pada katoda, elektron ialah hasil dari reaksi reduksi (katoda adalah kutub positif)

e.    Arus elektron mengalir dari anado ke katoda, sedangkan arus listris mengalir dari katoda ke anoda

                  (dyahernawati)

Pada gambar di atas, logam Zn akan mengalami oksidasi, sedangkan logam Cu akan mengalami reduksi. Persamaan reaksinya sebagai berikut :

            Zn → Zn²⁺ +2e                     E⁰        = +0.76 volt

            Cu²⁺ + 2e  Cu                       E⁰        = +0,34 volt

            Zn + Cu²⁺  Zn + Cu  E_sel      = +1,1 volt

Untuk menetukan nilai E⁰_sel dari sel gallvani atau sel volta in dapat melihat dari tabel reaksi oksidasi-reduksi. Selain itu juga bisa menggunakan deret volta. Urutan deret volta:

Li, K, Ba, Ca, Na, Bg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

Konsep dari deret volta ini adalah semakin ke kanan semakin mengalami reduksi, sehingga akan sulit untuk dioksidasi. Sedangkan semakin ke kiri akan semakin menglami oksidasi,sehingga akan sulit untuk direduksi.

Nilai E⁰_sel atau potensial sel tergantung pada jens elektroda, suhu, konsentrasi iom dalm larutan, dan jenis ion dalam larutan tersebut. Harga potensial sel yang bertanda (+) akan mudah mengalami reduksi. Harga potensial sel yang bernilai (-) akan mudah mengalami oksidasi.

Pada sel gallvani atau sel volta juga dikenal istilah notasi sel. Notasi sel dapat dgunakan untuk memisahkan penulsan anoda dan katoda. Seperti contoh berikut:

Zn/Zn²⁺//Cu²⁺/Cu

Dimana:

/ : potensial setengah sel

// : potensial sambungan sel (jembatan garam)

Posisi kiri garis jembatan garam merupan katoda, sedangkan posisi kanan garis jembatan garam adalah anoda.

2.    Sel Elektrolisis

Elektrolisis merupakan peristiwa penguraian atas suatu larutan elektrolit yang telah dialiri yang oleh arus listrik searah. Sedangkan sel dimana terjadinya reaksi tersebut disebut sel elektrolisis. Sel elektrolisis terdiri dari larutan yang dapat menghantarkan listrik yang dapat disebut sebagai  larutan elektrolit, dan sepasang elektroda yang dicelupkan dalam elektrolit (larutan atau leburan). Pada sel leketrolisis ini, reaksi kimia akan terdai jika arus listrik dialirkan melalui larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) yang diubah menjadi energi kimia (relasi redoks). Reaksi yang terjadi pada sel elektrolisis bergantung pada potensial elektroda, konsentrasi, dan energi potensial yang terdapat dalam sel elektrolisis tersebut.

Hubungan Antara Potensial Sel dengan Energi Gibbs

ΔG⁰ = -RT In K = -nFE⁰_sel

E_sel E⁰_sel – (0.0257/n) In Q

Jika persamaan di atas stulis dalam bentuk logaritma, maka menjadi:

E _sel = E⁰_sel – (0.0592/n) log10 Q

Dimana:

R = 8,314 J/mol K

T = suhu (kelvin)

n = mol dari jumlah elektron dalam reaksi redoks

F = 96485 C/mol

Jika:

E⁰_sel >0, ΔG negatif dan Q<K maka arah reaksi menuju ke produk dan reaksi spontan.

E⁰_sel <0,ΔG positif dan Q>K, maka reaksi menuju ke pembuatan reaktan dan reaksi tidak spontan

E⁰_sel = 0,ΔG = 0 dan Q = K, maka tidak ada reaksi yang terjadi.