SEL ELEKTROKIMIA

SEL ELEKTROKIMIA

Elektrokimia adalah salah satu cabang ilmu kimia yang di dalamnya  mempelajari hubungan antara energi listrik dengan reaksi kimia. Suatu proses yang terjadi dalam elektrokimia adalah proses yang mengubah reaksi kimia menjadi energi listrik atau energi listrik menjadi reaksi kimia. Semua proses elektrokimia adalah proses redoks. Dalam reaksi redoks, elektron-elektron dipindahkan dari zat yang di oksidasi ke zat yang direduksi (Petrucci, 1999)

Sel elektrokimia terdiri dari elektroda dan elektrolit. Elektroda merupakan konduktor yang digunakan untuk bersentuhan dengan bagian nonlogam pada sebuh sirkuit. Anoda merupakan elektroda tempat terjadinya proses oksidasi sedangkan tempat terjadinya proses reduksi disebut katoda. Adapun jika zat elektrolit adalah zat yang dalam sel mampu menghantarkan arus listrik. Dalam zat eletrolit muatan listrik diangkut oleh ion yang bergerak (Ahmad, 2001)

Reaksi pada elektroda berlangsung di permukaanya. Yang mana terjadi pada aerah antar muka diantara elektroda dan elektrolit. Rangkaian listrik dalam sel elektrokimia terdiri atas dua bagian yatu rangkaian dalam dan rangkaian luar. Pada rangkaian dalam muatan listrik diangkut oleh ion yang bergerak dalam larutan elektrolit sedangkan rangkaian luar elektron mengalir melalui penghantar.

Ada dua macam sel elektrokimia yaitu sel elektrolisis dan sel galvani.  Sel elektrolisis adalah sebuah suatu sel elektrokimia yang membutuhkan  sumber energi listrik dari luar untuk menjalankan suatu reaksi yang bersifat tidak spontan. Energi listrik yang dibutuhkan  berfungsi sebagai pompa elektron yang menggerakkan elektron ke katoda, dan menarik elektron dari anoda. Elektron pada sel elektrolisis mengalir dari anoda ke katoda dalm rangkaian luar. Aplikasi sel elektrolisis banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari seperti pada proses penyepuhan, produksi zat-zat penting da pemrnian logam. Contoh zat-zat yang dihasilkan dalam proses ini yaitu natrium hidroksida, logam alumunium, natrium, gas klor, dan magnesium (Chang, 2005)

Adapun sel galvani adalah sel elektrokimia yang dapat menghasilkan energi listrik yang disebabkan oleh terjadnya reaksi redoks yang spontan. Pada sel galvani anoda berfungsi sebagai elektroda yang bermuatan negatif sedangkan katoda bermuatan positif. Arus listrik mengalir dari katoda menuju anoda. Aplikasi sel galvani dalm kehidupan sehari-hari bisa ditemukan dalam pembuatan sel kering (batere kering), sel nikad (nikel kadmium), batere merkurium, batere perak oksida, dan sel aki.

Sel elektrokimia bisa dinyatakan dengan notasi sel berikut

                             Zn │Zn²⁺  ║  Cu²⁺ │ Cu

                             Zn │Zn²⁺ ┇┇ Cu²⁺ │ Cu

Sisi kiri menyatakan reaksi oksidasi dan pada sisi kanan notasi sel menyatakan reaksi reduksi. Garis tunggal pada notasi sel menyatakan perbedaan fasa, sedangkan garis ganda menyatakan suatu perbedaan elektroda sedangkan adanya garis putus-putus menyatakan adanaya jembatan garam di dalam sel . Jembatan garam diperlukan jika laruan yang terdapat pada anoda dan katoda mampu bereaksi.

Gambar (a) merupakan sel elektrokimia tanpa adanya jembatan garam (b) menyatakan sel elektrokimia dengan jembatan garam.Untuk menghitung nilai E^o_sel bisa dilakukan dengan rumusE˚_sel = E^˚_reduksi – E˚_oksidasi .................      (1)
E˚_oksidasi yaitu nilai potensial elektroda standar yang mengalami oksidasi. Sedangkan  E^˚_reduksi  yaitu nilai potensial elektroda standar yang mengalami oksidasi

Beda potensial yang terdapat diantara elektroda kanan (reduksi) dan elektroda kiri (osidasi) dapat ditentukan dengan perhitungan DGL sel (E_sel).     

          ∆G = -nFEsel dan ∆G˚ = -nFE˚_sel      ...............................(2) 

Bila DGL sel negatif, ΔG positif maka reaksi berlangsung tidak spontan sedangkan bila nilai DGL sel positif, Maka ΔG negatif maka reaksi berlangsung secara spontan. Menurut kesetimbangan kimia,

∆G = ∆G˚+ RT ln Q ...................................................(3)

∆G = ∆G˚+ RT ln Q Bila perubahan energi Gibbs dinyatakan sebagai potensial kimia, maka persamaan (3) dapat ditulis menjadi

µ_i = µ_{i˚ +} RT ln αi ......................................................(4)

                   Jika nilai µ_i disubstitusi dengan persamaan (2), maka

-nFEsel = -nFE˚sel + RT ln πα_i^vi ..............................(5)

Esel = E˚sel-  ln K    .................................................(6)

hubungan antara E_sel dan E^o_sel  disebut Persamaan Nernst, yang mana K merupakan tetapan keseimbangan yang nilainya bisa diketahui dengan membandingkan aktifitas spesi teroksidasi terhadap spesi tereduksi.

K=   ..............................................................(7)

Pada kesetimbangan, nilai E_sel adalah nol sehingga

                   E˚sel =   ln K   ........................................................(8)

K = e   ................................................................(9)

Maka dengan persamaan (9), nilai K pada kesetimbangan bisa ditentukan.

NAMA    : ANGGUN C.P.

NIM       : 15630040