Sel Elektrokimiadan

Elektrolisis

Kelas 12 IPA Semester Ganjil

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Sel Elektrokimia• Dalam reaksi redoks terjadi transfer

elektron dari reduktor ke oksidator. • Sel elektrokimia merupakan suatu sistem

yang terdiri atas dua elektrode, yaitu katode dan anode, serta larutan elektrolit sebagai penghantar elektron.

• Pada katode terjadi reaksi reduksi dan pada anode terjadi reaksi oksidasi

• Ada dua macam sel elektrokimia, yaitu 1. Sel Volta (Sel Galvani) sel yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik2. Sel Elektrolisis sel yang mengubah energi listrik menjadi energi kimia

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Sel Elektrokimia• Persamaannya Sel Volta dan Sel Elektrolisis:

1. Pada sel elektrokimia, baik sel Volta maupun sel elektrolisis digunakan elektrode, yaitu katode, anode, dan larutan elektrolit.2. Reaksi yang terjadi pada sel elektrokimia

adalah reaksi redoks, pada katode terjadi reduksi, sedangkan pada anode terjadi oksidasi

• Perbedaan Sel Volta dan Sel Elektrolisis :

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Sel Volta• Sel Volta adalah penataan bahan kimia dan

penghantar listrik yang memberikan aliran elektron lewat rangkaian luar dari suatu zat kimia yang teroksidasi ke zat kimia yang direduksi

• Sel volta atau sel galvani dapat menghasilkan arus listrik dan berlangsung secara spontan. Sel volta adalah sel elektrokimia yang menghasilkan arus listrik

• Dalam sel Volta , oksidasi berarti dilepaskannya elektron oleh atom, molekul, atau ion. Sedangkan reduksi berarti diperolehnya elektron oleh partikel-partikel ini

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Sel Volta

Contoh Sel Volta

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Sel Volta• Pada percobaan tersebut, reaksi tidak akan terjadi

jika tidak ada hubungan baik secara rangkaian luar maupun rangkaian dalam. Jika hanya rangkaian luar yang dihubungkan, reaksi akan terjadi hanya sesaat dan seketika itu juga reaksi berhenti. Reaksi akan berjalan terus jika rangkaian dalam (jembatan garam) dihubungkan

• Pada anode terjadi peristiwa oksidasi yaitu elektron dilepaskan dari atom-atom Zn dan masuk ke dalam larutan. Adapun reaksinya adalah sebagai berikut.

Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e–

• Pada katode terjadi peristiwa reduksi, yaitu elektron dari Zn mengalir melewati kabel menuju ke elektrode Cu. Adapun reaksinya adalah sebagai berikut.

Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s)

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Sel Volta• Arah aliran elektron pada kawat penghantar

adalah dari kutub negatif ke kutub positif. Jadi, pada sel elektrokimia (sel volta) anode sebagai kutub negatif sedangkan katode sebagai kutub positif

• Persamaan reaksi ionnya:

Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+

(aq) + Cu(s)

• Reaksi pada sel elektrokimia dapat juga ditulis dengan notasi berikut.

Zn(s) / Zn2+(aq) || Cu2+

(aq) / Cu(s)

• Berdasarkan notasi di atas, sebelah kiri menunjukkan anode dan sebelah kanan menunjukkan katode, sedang garis sejajar (||) menggambarkan jembatan garam

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Sel VoltaContoh Soal

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Sel VoltaContoh Soal

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Potensial Elektroda Standar• Banyaknya arus listrik yang dihasilkan dari

kedua elektrode di atas dapat ditentukan besarnya dengan menetapkan potensial elektrode dari Zn dan Cu.

• Hanya saja potensial elektrode suatu zat tidak mungkin berdiri sendiri, harus ada patokan yang menjadi standar. Sebagai elektrode standar digunakan elektrode hidrogen

• Elektrode hidrogen ini terdiri atas gas hidrogen murni dengan tekanan 1 atm pada suhu 25 ºC yang dialirkan melalui sepotong platina yang tercelup dalam suatu larutan yang mengandung ion H+ sebesar 1 mol/liter

• Potensial elektrode hidrogen standar diberi harga = 0 volt (E º = 0 volt)

2H+(aq) + 2 e- → H2(g) Eo = 0 volt

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Potensial Elektroda Standar• Menurut perjanjian internasional, jika ada suatu zat

ternyata lebih mudah melakukan reduksi dibanding hidrogen, maka harga potensial elektrodenya adalah positif. Potensial reduksinya positif

Cu2+(aq) + 2 e– → Cu(s) E º = + 0,34 volt

Ag+(aq) + e– → Ag(s) E º = + 0,80 volt

• Tetapi jika zat ternyata lebih mudah melakukan reaksi oksidasi dibanding hidrogen, maka harga potensial elektrodenya adalah negatif. Dalam hal ini potensial oksidasinya positif, tetapi karena potensial elektrode harus ditulis reduksi berarti potensial reduksinya adalah negatif.

Zn2+(aq) + 2 e– → Zn(s) E º = 0,76 volt

Al3+(aq) + 3 e– → Al(s) E º = 1,76 volt

• Alessandro Volta melakukan eksperimen dan berhasil menyusun deretkeaktifan logam atau deret potensial logam yang dikenal dengan deret Volta

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Potensial Elektroda Standar• Alessandro Volta melakukan eksperimen dan

berhasil menyusun deretkeaktifan logam atau deret potensial logam yang dikenal dengan deret Volta

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Potensial Elektroda StandarSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Potensial Elektroda StandarSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

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.

• Pelajari tentang Penggunaan Sel Volta

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Contoh Soal Potensial SelSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Contoh Soal Potensial SelSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Contoh Soal Potensial SelSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Contoh Soal Potensial SelSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Contoh Soal Potensial SelSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Soal Potensial SelSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

1

2

Soal Potensial SelSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

3

4

Soal Potensial SelSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

5

6

Soal Potensial SelSK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

7

8

9

Sel Elektrolisis• Elektrolisis adalah reaksi redoks yang tidak bisa

berlangsung spontan• Sel elektrolisis menggunakan listrik untuk

melangsungkan reaksinya. Hal ini kebalikan dari sel Volta yangberlangsung spontan dan menghasilkan energi listrik.

• Elektrode pada sel elektrolisis terdiri atas katode yang bermuatan negatif dan anode yang bermuatan positif.

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Sel ElektrolisisReaksi di Katoda

• Ion H+ tereduksi menjadi gas H2 :

2H+(aq) + 2e- → H2(g)

• Ion-ion logam alkali dan alkali tanah (Na+, K+, Ca2+, Mg2+ dan lain-lain) serta Al3+, Mn2+ tidak mengalami reduksi, yang tereduksi adalah airnya

2H2O (l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq)

• Ion-ion logam tereduksi menjadi logamnya.

Ln+(aq) + ne- → L(s)

Contoh: Ni2+(aq) + 2e- → Ni(s)

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Sel ElektrolisisReaksi di Anoda (untuk elektroda C, Pt,

Au) • Ion OH-

4OH-(aq) → 2H2O(l) + O2(g) + 4e

• Ion sisa asam halida (Cl-, Br-, I-)

2X- (aq) → X2(l) + 2e• Ion sisa asam oksi (SO4

2-, NO3-, CO3

2-) yang teroksidasi adalah air nya

2H2O(l) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e

Reaksi di anoda (untuk elektroda logam)• Logam elektrodanya akan teroksidasi

L → Ln+ + n e

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Contoh Soal Sel Elektrolisis1. Reaksi elektrolisis larutan CaCl2 dengan elektroda

CA : 2Cl-(aq) → Cl2(g) + 2e

K : 2H2O(l) + 2e → H2(g) + 2OH-(aq)

2Cl-(aq) + 2H2O(l) → Cl2(g) + H2(g) + 2OH-(aq)

2. Reaksi elektrolsis larutan NaNO3 (elektroda Pt)

A : 2H2O(l) → 4H+(aq) + O2(g) + 4e

K : 2H2O(l) + 2e → H2(g) + OH-(aq) ×2

6H2O(l) → 4H+(aq) + O2(g) + 2H2(g) + 4OH-

(aq)

3. Reaksi elektrolisis leburan NaClA : 2Cl-(l) → Cl2(g) + 2e

K : Na+(l) + e → Na(s) ×2

2Cl-(l) + Na+(l) → Cl2(g) + Na(s)

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ

Korosi• 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.

SK-02/KD-2.2/12-1/10/HJ