Bab 7 Elektrokimia

Elektrokim

ia

Mate

ri

Penyetaraan reaksi

redoks

Sel volta

Elektrolisis

Penyetaraan

reaksi

redoks

Penyetaraan

reaksi

redoks

Metode

bilangan

oksidasi

Metode

bilangan

oksidasi

Metode

setengah

reaksi

Metode

setengah

Metode bilangan oksidasi

Jumlah pertambahan bilangan

oksidasi dari reduktor sama

dengan jumlah penururunan

bilangan oksidasi dari oksidator

Jumlah pertambahan bilangan

oksidasi dari reduktor sama

dengan jumlah penururunan

bilangan oksidasi dari oksidator

Langkah

Penyetaraan

Langkah

Penyetaraan

Tulis kerangka dasar reaksi Tulis kerangka dasar reaksi

Setarakan unsur yang mengalami perubahan biloks

Setarakan unsur yang mengalami perubahan biloks

Tentukan jumlah perubahan biloks dari reduktor dan oksidator

Tentukan jumlah perubahan biloks dari reduktor dan oksidator

Samakan jumlah perubahan biloks dengan memberikan koefisien yang

sesuai

Samakan jumlah perubahan biloks dengan memberikan koefisien yang

sesuai

Setarakan muatan dengan menambah ion H+ (suasana asam) dan ion OH

-(suasana basa)

Setarakan muatan dengan menambah ion H+ (suasana asam) dan ion OH

-(suasana basa)

Setarakan atom H dengan menambahkan H₂O

Setarakan atom H dengan menambahkan H₂O

Setarakan reaksi berikut dengan metode biloks :

MnO₄- + H

2C2O4 + H+ → Mn2+ + CO2 +

H₂O

MnO4- + H2C2O4 → Mn2+ + CO2

+7 +3 +2 +4

MnO4- + H2C2O4 → Mn2+ + 2CO2

+7 +3 +2 +4

1

1

Jawab =

2

2

3

3

+7 +2

+6 +8 MnO4- + H2C2O4 → Mn2+ + 2CO2

+7 +3 +2 +4

(turun 5)

MnO4- + H2C2O4 → Mn2+ + 2CO2

+7 +3 +2 +4

(turun 5) (x2)

(naik 2) (x5)

+7 +2

+6 +8

Hasil : 2MnO_4- + 5H₂C₂O₄ → 2Mn2+ + 10CO₂

4

4

5

5

2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ → 2Mn2+ + 10CO2

6

Langkah Penyetaraan Metode Setengah Reaksi

Langkah Penyetaraan Metode Setengah Reaksi

Tulis kerangka dari

setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi secara terpisah

Setarakan atom unsur yang mengalami

perubahan biloks

Setarakan atom oksigen dengan

menambahkan molekul H₂O

Setarakan atom hidrogen dengan

menambahkan ion H+

Setarakan muatan

dengan menambahkan elektron

Samakan jumlah

elektron kedua reaksi lalu dijumlahkan

Khusus suasana basa, ditambahkan ion OH

-untuk menghilangkan ion H+

1

2

3

4

5

6

Setarakan persamaan reaksi berikut : Cr₂O₇2- + H+ + Cl- → Cr3+ + Cl

2 + H2O

Jawab =

Reaksi Reduksi

1

1

Cr₂O₇2- → Cr3+

2

2 Cr₂O₇2- → 2Cr3+

3

3 Cr₂O₇2- → 2Cr3+ + 7H₂O

4

4 Cr₂O₇2- + 14H+ → 2Cr3+ + 7H₂O

5

5 Cr₂O₇2- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H₂O

Reaksi Oksidasi

1

1

Cl- → Cl 2

2

2 2Cl- → Cl₂

3 & 4

3 &

4 Tidak dilakukan karena tidak terdapat

atom H dan O

5

5 2Cl- → Cl₂ + 2e- (kali 3)

Reduksi : Cr2O72- + 14H+ + 6e- → 2Cr3+ + 7H2O

Oksidasi : 6Cl- → 3Cl₂ + 6e

-Redoks : Cr₂O₇2- + 14H+ + 6Cl- → 2Cr3+ +

3Cl₂ + 7H₂O

7

Elektrokimia

REAKSI

KIMIA

REAKSI

KIMIA

LISTRIK

ARUS

ARUS

LISTRIK

→

←

SEL

VOLTA

Sel

Volta

Reaksi redoks spontan

Reaksi yang menghasilk

an arus listrik Katoda :

terjadi reduksi

Susuna

n sel

volta

Susuna

n sel

volta

Jembatan garam berisi larutan garam (NaCl atau NaNO3)

Notasi sel volta

Reaksi :

Oksidasi : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e

-Reduksi : Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)

Zn | Zn

2+

|| Cu

2+

|

Cu

Zn | Zn

2+

|| Cu

2+

|

Cu

Potensial

elektrode

standar (E

o

)

Potensial

elektrode

standar (E

o

)

Menyatakan kecenderunga

Deret volta

Semakin ke kanan :

- _{Semakin kurang reaktif logamnya}

(makin sulit melepas elektron)

- _{Semakin mudah tereduksi (makin kuat}

sifat oksidator

Li – K – Ba – Ca – Na – Mg – Al – Mn – Zn – Cr – Fe – Ni – Co – Sn – Pb – Cu –

Hg – Ag – Pt – Au

Li – K – Ba – Ca – Na – Mg – Al – Mn – Zn – Cr – Fe – Ni – Co – Sn – Pb – Cu –

Hg – Ag – Pt – Au

Logam yang lebih kiri dapat

mendesak logam yang lebih dikanan Logam yang lebih kiri dapat

Potensial sel

E

o

sel

= E

okatode

–

E

o

anode

E

o

sel

= E

okatode

–

E

o

anode

Eosel Reaksi redoks

Eosel > 0 (Eo

sel =

positif) Spontan

Eosel < 0 (Eo

sel =

Sel volta yang sekali pakai disebut sel primer

Sel volta yang dapat diisi ulang disebut sel sekunder

Aplikasi Sel

Volta

Baterai

kering Aki

Baterai alkalin

e

Baterai kering (sel Leclanche)

Merupakan sel primer Terdiri dari

• Silinder berisi pasta dari campuran batu kawi (MnO₂), salmiak (NH₄Cl), karbon (C), dan sedikit air.

• Zink sebagai anode, grafit (elektrode

inert) sebagai katode yang dicelupkan

Reaksi redoks dalam baterai

kering

Anode : Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e

-Katode : 2MnO₂(s) + 2NH₄+(aq) + 2e- →

Mn₂O₃(s) +

2NH₃(aq) + H₂O(l)

Zn2+ yang terbentuk mengikat NH 3

membentuk Zn(NH₃)₄2+

Reaksi : Zn(s) + 2MnO2(s) + 2NH4+(aq) → Zn2+(aq) +

Elektroli

sis

Reaksi

redoks tidak spontan

Reaksi kimia yang terjadi

jika dialiri arus listrik

Anoda : terjadi oksidasi

Sel

Reaksi- reaksi elektrolisis

Reaksi- reaksi elektrolisis

Bergantung pada jenis kation

- _{Jika kation berasal dari logam- logam}

aktif (logam gol. IA, IIA, Al atau Mn), yaitu logam- logam yang potensial reduksinya lebih kecil (lebih negatif daripada air), air yang tereduksi

- _{Kation selain kation diatas, kation itu}

sendiri yang tereduksi

Bergantung pada jenis anode dan anion

- _{Jika anode inert (C, Pt, Au), reaksi}

bergantung pada anion. Jika

potensial reduksi anion lebih positif daripada air, anion itu yang

teroksidasi

- _{Jika potensial anion lebih negatif}

daripada potensial oksidasi air, air yang teroksidasi

Menemukan hubungan kuantitatif antara massa zat yang dibebaskan pada elektroliis dengan jumlah listrik

yang digunakan

Menemukan hubungan kuantitatif antara massa zat yang dibebaskan pada elektroliis dengan jumlah listrik

yang digunakan

Michael Faraday

Michael Faraday

Hukum

Faraday

I

Hukum

Faraday

I

Hukum

Faraday

II

Hukum

Faraday

Hukum faraday I

“Massa zat yang dibebaskan pada elektrolisis (G) berbanding lurus

dengan jumlah listrik yang digunakan (Q)”

“Massa zat yang dibebaskan pada elektrolisis (G) berbanding lurus

dengan jumlah listrik yang digunakan (Q)”

G = Q

Hukum faraday II

“Massa zat yang dibebaskan pada elektrolisis (G) berbanding lurus

dengan massa ekivalen zat itu (m_e)”

“Massa zat yang dibebaskan pada elektrolisis (G) berbanding lurus

dengan massa ekivalen zat itu (m_e)”

G = m

e

Penggabungan Hukum Faraday I

dan II

Maka :

G = i x

t

G =

m

_e

 

Dimana k = suatu konstanta sebesar

 

G =

  Dimana : _{G = massa zat yang dibebaskan (gram)}

i = kuat arus (ampere) t = waktu (detik)

Aplikasi Elektrolisi

s

Penyepuh

Penyepuhan (Electroplating)

Fungsi :

Melindungi logam terhadap korosi dan atau untuk

memperbaiki penampilan.

Katode : logam yang disepuh

Anode : logam penyepuh

Elektroda dicelupkan kedalam larutan garam

Reaksi pada penyepuhan

sendok

Reaksi pada penyepuhan

sendok

Hasil : Ag (anode) → Ag (katode)

Katode (Fe) : Ag

+

(aq)

+ e

-

→

Ag

(s)

-Korosi (Perkaratan)

Reaksi redoks antara suatu logam

dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa- senyawa yang tak dikehendaki

Korosi (Perkaratan)

Reaksi redoks antara suatu logam

dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa- senyawa yang tak dikehendaki

Perkaratan besi

Rumus kimia karat besi :

Fe₂O₃.xH₂O yang berwarna coklat merah

Faktor faktor yang menyebabkan korosi besi :

Faktor faktor yang menyebabkan korosi besi :

Air

Air Udar

a Udar

Cara- cara pencegahan

lorosi besi

Mengecat

Mengecat Melumuri

dengan oliMelumuri

dengan oli _{dengan plastik}dengan plastikDisalut Disalut