PENDAHULUAN

1
ELEKTROKIMIA
Listrik (Kelistrikan) dan Perubahan Kimia
Reaksi reduksi oksidasi terjadi pada beberapa
sistem kimia. Misalnya pada pengkaratan besi,
pemutihan pada zat warna dan reaksi
foto-sintesis. Semua reaksi spontan yang
menye-babkan elektron mengalir pada sebuah kawat,
reaksi redoks terjadi, proses tersebut disebut
Perubahan Elektrokimia. Ilmu yang mempelajarinya
disebut Elektrokimia.
1
2
18.2. Elektrolisis

• Yaitu perubahan energi listrik menjadi kimia.
• Sel Elektrolisis alat-alat untuk elektrolisis
• Elektroda Penghantar listrik masuk ke
• dalam dan keluar dari zat yang bereaksi
• Perpindahan elektron diantara elektroda dan
  zat-zat
• dalam sel menghasilkan reaksi, terjadi pada
  permukaan
• elektroda. Zat yang dapat dielektrolisis adalah
  leburan
• Ion dan larutan yang mengandung ion terlarut.

Anoda ? elektroda positif ? Oksidasi Katoda ?
elektroda negatif ? Reduksi
2
3
Anion membawa muatan ke anoda, kation ke
katoda Elektron bergerak dari anoda ke aktoda
3
4
Reaksi sel
Atau
4
5

• Elektrolisis dalam Pelarut Air

Jika elektrolisis dalam larutan berair, reaksi
elektroda Sukar terjadi karena redoks pada air
juga dapat terjadi
Contoh Elektrolisis larutan KNO3
5
6
K ke katoda NO3- ke anoda



-


NO


K


KNO
3

3
-




4


4H


O


O
2H



Anoda
e
2
2
-



-
/x2

2OH

H

2


O
2H



Katoda
e
2
2





2

-
O
2
4OH


4H


2H


O
6H



(g)
2
2
O
4H






2
elektolisis


2
O
2

2H


O
2H



(g)
(g)

2
2
6
7

• Jika kation ion logam IA, IIA, AI13 dan
  Mn2
• maka yang tereduksi H2O
• Jika anion NO3- , SO42-, ClO4-, BrO3-
• maka yang teroksidasi H2O
• Jika kation Cu2, Cu2 akan tereduksi
• Jika anion Br-, Br- akan teroksidasi

7
8
Larutan Cu(NO3)2 mengandung ion-ion Cu2 dan
NO3- Cu2 tereduksi di katoda, pada anoda H2O
lebih mudah dioksidasi
Reaksi
8
9
Stoikiometri dalam Elektrolisis
1 mol e- 1 Faraday 96.500 Coulomb 1 C 1
Amper x 1 detik
W massa logam yang mengendap (g) e BE atau
MR/valensi i kuat arus (ampere) t waktu
(detik)
Contoh Berapa gram Cu yang diendapkan di
katoda, jika kuat arus Yang mengalir 2A dalam 20
menit. Ar Cu 63,5 g/mol
Jawab T 20 menit 20 x 60 1200 detik
Cu2 2e-
? Cu
9
10
Aplikasi pada Industri dari Elektrolisis
a. Elektroplating
10
11
b. Produksi Aluminium
Reaksi
11
12
c. Produksi Magnesium
Reaksi
d. Produksi Natrium
12
13
e. Penyulingan Copper / Cu
f. Elektrolisis pada Air Garam/larutan garam dapur
Reaksi
13
14
Sel Galvani / Volta
Yaitu perubahan energi kimia menjadi
listrik Terdiri dari 2 elektroda dan larutan
elektrolit Katoda ? elektroda positif ?
Reduksi Anoda ? elektroda negatif ? Oksidasi
-

14
15
Notasi Sel
Jembatan garam
Anoda
Katoda
Anoda elektroda
Elektrolit Anoda
Elektrolit Katoda
Elektroda Katoda
15
16
Potensial Sel dan Potensial Reduksi
Volt electro motive force (emf) ggl gaya
gerak listrik 1V 1 J/C Potensial sel (Esel)
pada suhu 25?C, 1 atm, 1,00 M Disebut Potensial
Standar Sel (E?sel) Potensial Reduksi pada suhu
25?C, 1 atm ? Potensial Standar Reduksi
16
17
Eo 0,80 V
Eo 0,34 V
0,44 V
17
18
Katoda
Anoda
18
19
Menggunakan Potensial Standar Reduksi

• Memperkirakan reaksi redoks spontan
• Spontan Jika reaksi setengah sel dengan
  potensial
• reduksi yang lebih positif selalu ditulis
• ada namanya, reduksi dan setengah
• reaksi lain oksidasi
• Menentukan sebuah reaksi spontan dari
  perhitungan
• potensial sel.
• dalam sel Galvani perhitungan potensial sel
  untuk reaksi
• spontan selalu bernilai positif

19
20
Potensial sel dan Termodinamika
-?G Kerja Maximum
a) Menentukan perubahan ?Energi bebas dari
potensial sel
n mol e- ? ?G - n F Esel (STP)
?G? - n F E?sel
Kerja max -n F Esel
Contoh Hitung ?G? untuk reaksi dibawah ini
dengan E?sel 0,320V Reaksi Ni O2 2Cl- 4H
? Cl2 Ni2 2H2O
Jawab
20
21
b) Menentukan reaksi sel dan potensial sel
pada sel Galvani
Contoh
21
22
Menentukan Konstanta kesetimbangan ?G? - R T ln
Kc ?G? - n F E?sel
Jika pada suhu 25? dan 1atm
Contoh Hitung Kc untuk reaksi NiO2 2Cl-
4H Cl2 Ni2 H2O Eo sel 0,320 V
22
23
Jawab
23
24
Pengaruh Konsentrasi terhadap Potensial Sel
Pada suhu 25oC
24
25
Contoh
Jawab
25
26
Menentukan Konsentrasi dari Percobaan Potensial
Sel
Contoh
Seorang ahli kimia ingin mengukur konsentrasi
Cu2 dari sampel air. Dia memasukan elektroda
perak ke dalam larutan AgNO3 IM. Kemudian di
wadah yang lain dia masukan elektroda Cu ke dalam
sampel. E0sel 0,62 V, dengan menggunakan
jembatan garam Berapa konstrasi Cu2 dari sampel ?
Diketahui E0 Ag 0,80 V E0 Cu2
0,34 V E0 sel E0 Ag - E0Cu2
0,8 0,34 0,46 V
Reaksi Cu(s) 2 Ag (ag) Cu2 (ag) 2Ag(s)
26
27
Jawab
27
28
Praktek Aplikasi dan Sel Galvani
1. Akumulator (Aki)
-
2





-

O
2H
PbSO
2e
SO
4H
PbO

Katoda
(ag)
(ag)
2
4(s)
4
2(s)
Anoda
-

2
-



2e
PbSO
SO
Pb
(ag)
4(s)
4
(s)
-
2






O
2H
2PbSO
2SO
4H
Pb
PbO
2
4(s)
4
(s)
2(s)
2. Baterei Merkuri Anoda Zn(s) 2OH-(aq)
ZnO(s) H2O 2e Katoda HgO(s) H2O
2e Hg(l) 2OH-
3. Baterei Kering (Zn C)
Anoda Zn(s)2OH-(ag) ZnO(s)H2O 2e-
Katoda 2 MnO2(s H2O 2e MnO3(s) 2OH- (ag)
4. Baterei Tembaga Oksida
5. Baterei Lithium
28