LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA DASAR 2 SEL ELEKTROKIMIA
DosenPengampu : Dr. Kartimi, M.Pd
Oleh : Nama: Mahfudhah NIM : 1413163088 Kelas : BIO A/2 Kelompok : 5
AsistenPraktikum : 1. Diana Yulianti 2. RinaRahmawati
PUSAT LABORATORIUM BIOLOGI JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS TARBIYAH
IAIN SYEKH NURJATI CIREBON 2014
SEL ELEKTROKIMIA A. TUJUAN
1. Untuk mengamati ciri-ciri terjadinya reaksi redoks spontan. 2. Untuk mengamati sel elektrokimia dan besarpotensial sel. B. DASAR TEORI
reaksi redoks yang menghasilkan listrik. Sebaliknya, sel elektrolisis adalah sel elektrokimia. Pada sel elektrolisis, arus listrik digunakan untuk membentuk reaksi redoks. Pada rangkaian sel elektrokimia terdapat dua elektroda, yaitu katoda dan anoda. Katoda dan anoda adalah elektroda. Pada katoda terjadi reaksi reduksi, sedangkan pada anoda terjadi reaksi oksidasi. (Keenan, 1980)
Rangkaian sel Volta juga sering disebut sel galvanik. Pada rangkaian sel Volta, reaksi redoks spontan menghasilkan aliran listrik yang mengalir melalui rangkaian luar. Reaksi redoks dalam sel Volta dapat dituliskan dengan suatu lambing yang disebut diagram sel atau bagan sel. Penulisan reaksi oksidasi pada anoda digambarkan di sebelah kiri, sedangkan reaksi reduksi pada katoda digambarkan di sebelah kanan. (Oxtoby:1999).
Sebuah sel elektrokimia yang beroperasi secara spontan disebut sel galvani atau sel volta. Sel ini mengubah energi kimia menjadi energi listrik yang dapat diguakan untuk melakukan kerja. Sel terdiri dari dua setengah sel yang elektrodanya dihubungkan dengan kawat dan larutannya dengan jembatan garam (ujung jembatan garam disumbat dengan bahan berpori yang memungkinkan ion bermigrasi, tetapi mencegah aliran cairan dalam jumlah besar). Potensiometer mengukur perbedaan potonsial antara dua elektrode. Aliran listrik antara dua larutan harus berbentuk migrasi ion. Hal ini hanya dapat dilakukan melalui larutan yang “menjembatani” kedua setengah-sel, tak dapat dihubungkan dengan kawat biasa : hubungan ini disebut jembatan garam (salt bridge) (petrucci:1985).
Dua aturan yang cocok untuk menghitung daya gerak listrik suatu sel penentuan reaksi sel, dan untuk menentukan apakah reaksi sel seperti tertulis berlangsung spontan daya gerak listrik sel E0 adalah
1) Daya gerak listrik suatu sel sama dengan potensial elektroda
standar elektroda katode dikurangi potensial elektroda anode. E0 sel = E0 katode - E0anode
Hasil E0 sel > 0 menyatakan reaksi berlangsung spontan, dan E0
sel < 0 maka menyatakan reaksi berlangsung tidak spontan. 2) Reaksi yang berlangsung pada anode ditulis sebagai reaksi
oksidasi dan reaksi yang berlangsung pada anode ditulis sebagai reaksi oksidasi dan reaksi yang berlangsung pada katode adalah reaksi reduksi. Reaksi sel adalah jumlah dari kedua reaksi ini. Untuk mengetahui reaksi redoks spontan atau tidak juga bisa dilihat dalam deret keaktifan logam yaitu :
Li K Ba Ca Na Mg Al Mn (H2O) Zn Cr Fe Ni Co Sn Pb (H) Cu Hg Ag
Pt Au, semakin kekanan maka potensial reduksinya semakin meningkat sehingga semakin mudah untuk direduksi, dan semakin ke kiri makin mudah untuk dioksidasi. Elektroda acuan untuk mengukur potensial elektroda dipilih elektroda hidrogen baku. Potensial elektroda standar suatu elektroda diberi nilai positif bila elektroda ini lebih positif dari pada elektroda hidrogen standar, dan tandanya negatif bila lebih negatif daripada elekrtoda hidrogen standar.
Penulisan dengan lambang kerap kali digunakan untuk menggambarkan sebuah sel. Penulisan ini disebut diagram sel, untuk sel elektrokimia :
Zn /│Zn2+ ││Ag+ │ Ag. (Day & Underwood, 1998)
C. ALAT DAN BAHAN 1. Alat :
Gelas kimia Gelas ukur Meter dasar
Kabel dengan steker tumpuk Kabel dengan jepit buaya. 2. Bahan :
Kertas saring Larutan FeSO4
Larutan ZnSO4
a. 20 mL larutan FeSO4, CuSO4, ZnSO4 dimasukan kedalam gelas
kimia berbeda.
b. Logam Cu, Fe, dan Zn dimasukkan kesetiap larutan secara bergantian
c. Logam didiamkan selama15 menit kedalam larutan kemudian amati yang terjadi
2. Sel elektrokimia dan Potensial sel
a. 20 mL Larutan FeSO4 dan CuSO4 dimasukkan kedalam gelas
yang berbeda
b. Logam Fe dan Cu dimasukkan kedalam larutan yang memiliki jenis yang sama
c. Kemudian kedua gelas didekatkan dengan jembatan garam yaitu kertas sarimg yang sebelumnya telah diredam dalam larutan KCl jenuh
d. Logam pada gelas 1 dan 2 dihubungkan dengan menggunakan kabel
e. Posisi meter dasar dipasag pada pembaca tegangan Volt f. Tegangan yang dhasilkan diamati
g. Dihitung tegangan yang dihasilkan oleh logam
Kuning
CuSO4 Cu Larutannya berwarna kuning pekat
V = 1008 x 10 = 0,8 V 50 Volt
V = 1000,5 x 50 = 25 V
F. PEMBAHASAN
Sel elektrokimia juga disebut sel volta atau sel galvani, adalah suatu alat dimana reaksi kimia terjadi dengan produksi suatu perbedaan potensial listrik antara dua elektroda. Jika kedua elektroda dihubungkan terhadap suatu sirkuit luar dihasilkan aliran arus, yang dapat mengakibatkan terjadinya kerja mekanik sehingga sel elektrokimia mengubah energi kimia. Hal ini akan dibuktikan pada percobaan praktikum kali ini.
Untuk membuktikan percobaan tentang reaksi redoks spontan dan sel elektrokimia serta besarnya potensial sel, bahan yang digunakan pada praktikum kali ini yaitu larutan larutan ZnSO4, CuSO4,
FeSO4, serta beberapa logam seperti Cu, Fe dan juga logam Zn. Pada
praktikum kali ini dilakukan dengan dua percobaan yaitu reaksi redoks spontan yang dilakukan ntuk mengamati ciri-ciri terjadinya reaksi serta sel elektrokimia dan potensial sel.
Percobaan pertama dilakukan dengan reaksi redoks spontan, reaksi ini digunakan untuk menghasilkan tegangan listrik atau aliran listrik melalui (jaringan) maka sistem kimia demikian disebut sel galvanik atau sel volta. Sebelum melakukan percobaan, terlebih dahulu mengambil larutan ZnSO4, CuSO4, FeSO4, serta beberapa logam seperti
Percobaan pertama dilakukan dengan menggunakan larutan CuSO4 kemudian logam Zn dimasukkan ke dalam larutan CuSO4
yang berada dalam gelas kimia. Sesaat setelah dimasukkan gelas kimia menjadi terasa sedikit hangat, dan tidak terdapat endapan tetai logam Zn menjadi menghitam. Reaksi ini termasuk reaksi spontan, karena menurut deret keaktifan logam Cu berada lebih kiri dari pada Zn, sehingga dalam reaksi Cu2+ tereduksi menjadi Cu dan Zn
teroksidasi menjadi ionnya yaitu Zn2+. Gelas kimia yang terasa hangat
juga menyatakan bahwa terjadi reaksi spontan dalam reaksi tersebut, yaitu adanya pelepasan elektron dari Zn sehingga Zn menjadi Zn2+ dan
penangkapan elektron oleh Cu2+ sehingga menjadi Cu. Selain
beberapa ciri tadi terdapat juga adanya gas atau gelembung, adanya gelembung tersebut membuktikan bahwa telah terjadi reaksi kimia dari Zn dengan CuSO4. Dan dilihat dengan kecepatan reaksinya pada
saat praktikum maka nilai E0 selnya positif, Cu bersifat katode karena
Cu mengalami reduksi sedangkan Zn bersifat anode karena Zn mengalami oksidasi.
Dengan menggunakan larutan yang sama yaitu dengan larutan CuSO4 dan logam Fe dimasukkan ke dalam larutan CuSO4 yang
berada dalam gelas kimia. Sesaat setelah dimasukkan gelas kimia pada larutan Fe juga terasa sedikit hangat, dan terdapat endapan tetapi logam Fe menjadi agak menghitam tetapi tidak sehitam seperti logam Zn. Reaksi ini termasuk reaksi spontan, karena menurut deret keaktifan logam Cu berada lebih kiri dari pada Fe, sehingga dalam reaksi Cu2+ tereduksi menjadi Cu dan Fe teroksidasi menjadi ionnya
yaitu Fe2+. Gelas kimia yang terasa hangat juga menyatakan bahwa
terjadi reaksi spontan dalam reaksi tersebut, yaitu adanya pelepasan elektron dari Fe sehingga Fe menjadi Fe2+ dan penangkapan elektron
oleh Cu2+ sehingga menjadi Cu. Selain beberapa ciri tadi terdapat juga
dengan kecepatan reaksinya pada saat praktikum maka nilai E0 selnya
positif, Cu bersifat Katode karena Cu mengalami reduksi sedangkan Zn bersifat anode karena Zn mengalami oksidasi.
Percoaan selanjutnya yaitu dengan menggunakan larutan FeSO4 kemudian logam Zn dimasukkan ke dalam larutan FeSO4 yang
berada dalam gelas kimia. Sesaat setelah dimasukkan gelas kimia tidak terjadi perubahan, dan tidak terdapat endapan serta logam Zn tidak mengalami perubahan. Reaksi ini termasuk reaksi spontan, karena menurut deret keaktifan logam Fe berada lebih kiri dari pada Zn, sehingga dalam reaksi Fe2+ tereduksi menjadi Fe dan Zn
teroksidasi menjadi ionnya yaitu Zn2+. Walaupun pada gelas kimia
tidak mengalami perubahan akan tetapi terdapat adanya gas atau gelembung, adanya gelembung tersebut membuktikan bahwa telah terjadi reaksi kimia dari Zn dengan FeSO4. Dan dilihat dengan
kecepatan reaksinya pada saat praktikum maka nilai E0 selnya positif,
Fe bersifat katode karena mengalami reduksi sedangkan Zn bersifat anode karena Zn mengalami oksidasi.
dengan menggunakan larutan yang sama yaitu larutan FeSO4
kemudian logam Cu dimasukkan ke dalam larutan FeSO4 yang berada
dalam gelas kimia. Sesaat setelah dimasukkan gelas kimia tidak terjadi perubahan, dan tidak terdapat endapan serta logam Cu tidak mengalami perubahan. Reaksi ini tidak termasuk reaksi spontan, karena menurut deret keaktifan logam Cu berada lebih kanan dari pada Fe, sehingga dalam reaksi Fe teroksidasi menjadi Fe2+ dan Cu2+
tereduksi menjadi ionnya yaitu Cu. pada gelas kimia tidak mengalami perubahan juga tidak terdapat adanya gas atau gelembung, tidak terdapat adanya gelembung tersebut membuktikan bahwa tidak terjadi reaksi kimia dari Cu dengan FeSO4. Dan dilihat dengan kecepatan
reaksinya pada saat praktikum maka nilai E0 selnya negatif, Fe bersifat
Percoaan selanjutnya yaitu dengan menggunakan larutan ZnSO4 dan menggunakan logam Cu dimasukkan ke dalam larutan y
ZnSO4 yang berada dalam gelas kimia. Sesaat setelah dimasukkan
pada gelas kimia tidak terjadi perubahan, dan tidak terdapat endapan serta logam Cu tidak mengalami perubahan. Reaksi ini tidak termasuk reaksi spontan, Logam Cu yang dimasukkan ke dalam larutan ZnSO4
mengalami reaksi karena potensial reduksi Cu lebih besar dari pada Zn. Jadi Cu tidak bisa dioksidasi oleh Zn2+ menjadi Cu2+ dan Zn2+ tidak
bisa direduksi oleh Cu2+ menjadi Zn, hal ini juga terlihat dari deret
keaktifan logam, Cu lebih mudah direduksi dibandingkan Zn. Agar bisa bereaksi diperlukan energi luar yaitu dengan konsep elektrolisis. Maka nilai E0 selnya adalah negatif. pada gelas kimia tidak mengalami
perubahan juga tidak terdapat adanya gas atau gelembung, tidak terdapat adanya gelembung tersebut membuktikan bahwa tidak terjadi reaksi kimia.
Pada sel elektrokimia, anoda dan katoda masing-masing adalah tempat terjadinya oksidasi dan reduksi. Ini berlaku pada sel elektrolisis ataupun galvanik. Pada sel galvanik dengan e1ektroda-elektroda Zn dan Cu, oksidasi terjadi pada e1ektroda-elektroda Zn sehingga batang Zn adalah anoda dan elektroda Cu adalah katoda. Ion Zn2+ meninggalkan anoda masuk ke larutan dan elektron meninggalkan anoda, sehingga elektroda Zn bertanda negatip. Pada katoda Cu, ion Cu2+ terikat pada elektroda dan tereduksi, sehingga elektroda Cu bertanda positip. Jadi, pada sel galvanik anoda adalah negatip dan katoda adalah positip, berbeda dengan sel elektrolisis. (Anonim, 2013)
Dengan menggunakan larutan yang sama yaitu larutan ZnSO4.
Dan dengan menggunakan logam Fe dimasukkan ke dalam larutan FeSO4 yang berada dalam gelas kimia. Sesaat setelah dimasukkan
reaksi spontan, karena menurut deret keaktifan logam Zn berada lebih kanan dari pada Fe, sehingga dalam reaksi Fe teroksidasi menjadi Fe2+
dan Cu2+ tereduksi menjadi ionnya yaitu Cu. pada gelas kimia tidak
mengalami perubahan juga tidak terdapat adanya gas atau gelembung, tidak terdapat adanya gelembung tersebut membuktikan bahwa tidak terjadi reaksi kimia dari Cu dengan FeSO4. Dan dilihat dengan
kecepatan reaksinya pada saat praktikum maka nilai E0 selnya negatif,
Fe bersifat anode karena mengalami oksidasi sedangkan fe bersifat katode karena Cu mengalami oksidasi.
Pada sel elektrolisis, perubahan kimia atau reaksi redoks non-spontan terjadi dengan memberikan tegangan listrik diantara dua elektroda yang dicelupkan pada sistem. Bila proses dibalik dimana reaksi redoks spontan digunakan untuk menghasilkan tegangan listrik atau aliran listrik melalui circuit (jaringan) maka sistem kimia demikian disebut sel galvanik atau sel volta. (Anonim, 2011)
Pada percobaan kedua yaitu dengan melakukan percobaan sel volta. Sel volta merupakan suatu sel elektrokimia yang mengubah zat kimia menjadi energi listrik. Dalam sel volta reduktor dan oksidatornya dipisahktan sehingga pemindahan tidak terjadi secara langsung tetapi melalui kawat penghantar, untuk melakukan percobaan dilakukan dengan menggunakan dua larutan yaitu larutan FeSO4 dan larutan CuSO4 kemudian kedua larutan tersebut
melalui larutan yang “menjembatani” kedua setengah sel. Hubungan ini disebut jembatan garam. Jembatan garam yang digunakan yaitu kertas saring yang sebelumnya sudah direndam dengan elektrolit yang menghantarkan listrik seperti kalium klorida. Jembatan ini menghubungkan kedua cairan tanpa mencampurnya.
Pada saat jembatan garam dihubungkan terlihat pada kertas saring yang berada didalam gelas kimia berisi larutan FeSO4 dan
logam Fe terlihat kertas saring menjadi berwarna orange kecoklatan akibat karat yang ada pada logam serta larutannya menjadi kuning. Sedangkan pasa kertas saring yang berada dalam larutan CuSO4 dan
logam Cu terlihat kertas saring menjadi berwarna hitam kecoklatan dengan warna larutanh yang berubah menjadi kuning pekat. Potensial reduksi Cu lebih besar dari pada Fe. Jadi Cu tidak bisa dioksidasi oleh Fe2+ menjadi Cu2+ dan Fe2+ tidak bisa direduksi oleh Cu2+ menjadi Fe,
hal ini juga terlihat dari deret keaktifan logam, Cu lebih mudah direduksi dibandingkan Zn. Agar bisa bereaksi diperlukan energi luar yaitu dengan konsep elektrolisis.
Untuk mengetahui potensial sel dari larutan digunakan dengan meter dasar yang dihubungkan pada logam Fe dan Cu yang telah berada didalam larutan, kemudian meter dasar diarahkan kepada Volt. Pada saat 1 Volt tegangan yang dihasilkan oleh larytan yaitu 0,58 Volt, pada saat 10 Volt tegangan yang dihasilkan yaitu 0,8 volt sedangkan pada saat 50 Volt tegangan yang dihasilkan yaitu 1 volt. Dari hasil percobaan dapat terlihat semakin besar tegangan yang diberikan oleh meter dasar maka semakin besar pula tegangan yang dihasilkan oleh larutan.
menuju daerah dengan potensial listrik yang lebih rendah. Gabungan dua setengah sel disebut sel elektokimia. Ggl yang dihasilkan sel galvanik disebut potensial sel, Esel, dan besarnya tergantung pada: (a) konsentrasi ion dalam sel, (b) temperatur, dan (c) tekanan parsial gas yang mungkin terlibat dalam reaksi. (Oxtoby, 1999)
G. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan praktikum yang dilakukan tentang sel elektrokimia, dapat disimpulkan bahwa:
1. Sel elektrokimia terdiri atas dua jenis, yaitu sel Volta dan sel elektrolisis. Sel Volta adalah sel elektrokimia. Pada sel Volta, terjadi reaksi redoks yang menghasilkan listrik. Sebaliknya, sel elektrolisis adalah sel elektrokimia. Pada sel elektrolisis, arus listrik digunakan untuk membentuk reaksi redoks.
2. Untuk mengetahui reaksi redoks spontan atau tidak juga bisa dilihat dalam deret keaktifan logam yaitu :
Li K Ba Ca Na Mg Al Mn (H2O) Zn Cr Fe Ni Co Sn Pb (H) Cu Hg
Ag Pt Au, semakin kekanan maka potensial reduksinya semakin meningkat sehingga semakin mudah untuk direduksi, dan semakin ke kiri makin mudah untuk dioksidasi.
3. perubahan kimia atau reaksi redoks non-spontan terjadi dengan memberikan tegangan listrik diantara dua elektroda yang dicelupkan pada sistem. Bila proses dibalik dimana reaksi redoks spontan digunakan untuk menghasilkan tegangan listrik atau aliran listrik melalui circuit (jaringan) maka sistem kimia demikian disebut sel galvanik atau sel volta. (Anonim, 2011)
DAFTAR PUSTAKA
Day & Underwood. 1998. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi ke-6. Jakarta: Erlangga.
Keenan,charles W.1980.Ilmu kimia untuk universitas edisi keenam Jilid 2.Jakarta :Erlangga.
Oxtoby,David W. Dkk,1999 Prisip-prinsip kimia modern edisi keempat jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Petrucci, Ralp.H. 1999. Kimia Dasar Edisi ke-4. Jakarta: Erlangga. Anonim, 2011.
http://adesidiq.blogspot.com/2011/01/laporan-kimia-reaksi-redoks-sel.html. diakses pada 17 Maret 2014 pada pukul 13.57 WIB.
