Reaksi Redoks dan Elektrokimia

Reaksi redoks yang berlangsung spontan adalah reaksi yang berlangsung serta-merta. Reaksi ini disertai dengan pembebasan energi berupa panas yang biasanya ditandai dengan naiknya suhu larutan. Reaksi redoks spontan ini dapat digunakan sebagai sumber energi listrik. Contoh pemanfaatan redoks spontan dalam kehudupan sehari-hari adalah reaksi yang terjadi pada pemakaian aki dan baterai.

Deret Volta disusun berdasarkan eksperimen, deret ini disusun berdasarkan kecenderungan logam tereduksi/ teroksidasi.

Li – K - Ba –  Ca – Na –  Mg – Al – Mn – Zn – Cr – Fe – Cd – Co – Ni – Sn – Pb – (H) - Cu – Hg – Ag – Pt – Au

Jembatan Keledai untuk menghafal Deret Volta :

Lilik BaCa Naruto, Minggu Ali Makan Zinc, Cari Felm Cd, Coba Nikahi SnPb, H Crupuk Hangus Agak Pait Au

.Keterangan :

·     Li s/d Pb mudah mengalami oksidasi (bersifat Reduktor)

·     Cu s/d Au mudah mengalami reduksi (bersifat Oksidator)

·     Logam disebelah kiri logam lain dapat mereduksi

 Contoh soal :

Cu²⁺  +  Zn à Cu  +  Zn²⁺  (reaksi berlansung)

Pb²⁺   + Zn à Pb  + Zn²⁺ (reaksi berlangsung)

Pb²⁺  + Cu à Cu²⁺  + Pb (reaksi tidak berlangsung)

Berdasarkan reaksi diatas bagaimana urutan deret voltanya dari kiri ke kanan ...

Jawab : 

# Zn dapat mereduksi ion Cu²⁺ (Zn berada di sebelah kiri Cu)

# Zn dapat mereduksi ion Pb²⁺ (Zn berada di sebelah kiri Pb)

# Cu tidak dapat mereduksi ion Pb²⁺ (Cu berada disebelah kanan Pb)

Urutannnya dari kiri ke kanan

Zn – Pb – Cu

            Sel Volta adalah bagian dari elektrokimia merupakan reaksi redoks spontan yang melibatkan perpindahan elektron dan selalu disertai perubahan energi kimia menuju energi listrik.

            Sel Volta terdiri dari dua setengah sel yaitu setengah sel reduksi dan setengah sel oksidasi. Dalam sel volta terdapat dua elektrode, yaitu sebagai katode dan sebagi anode. 

 Reaksi yang terjadi dalam sel Volta

1.  Pada anode elektron akan dihasilkan setelah terjadinya reaksi oksidasi. Elektron tersebut akan mengalir menuju katode sebagai kutub positif dari rangkaian ini.

2.  Elektron yang dihasilkan dari anode menuju katode sehingga ion yang ada akan direduksi menjadi logamnya. Dalam sel ini anode merupakan kutub negatif

3.   Sebagai akibatnya setengah sel reaksi oksidasi kelebihan ion positif. Kelebihan ion positif dapat dinetralakan oleh ion negatif dari jembatan garam. Dan pada setengah sel reaksi oksidsasi akan kelebiha ion negatif dan akan dinetralkan oleh ion positif dari jembatan garam.

4.   Setiap elektron yang dihasilkan mengandung muatan listrik sebesar 1,6 . 10^-19c

5.   Arah aliran listrik yang terjadi adalah dari kutub positif menuju kutub negatif.

6.   Beda potensial yang dihasilkan adalah selisih potensial reduksi elektrode yang mengalami reduksi dengan potensial reduksi elektrode yang mengalami oksidasi.

Notasi sel reaksi yang terjadi dalam sel Volta

Aturan penulisan:

·  Reaksi pada anode (oksidasi) di sebelah kiri

·  Reaksi pada katode (reduksi) di sebelah kanan

·  Garsi vertikal ( | ) sebagai tanda batas antara larutan dan elektrode.

·  Garis vertikal rangkap ( || ) sebagai jembatan garam berada di antara reaksi oksidasi dan reaksi reduksi

·  Dilengkapi beda potensial sel yang merupakan hasil selisih dari potensial reduksi dan potensial oksidasi ( potensial katode – potensial anode)

   Untuk menetapkan kecenderungan oksidasi atau reduksi suatu elektrode telah ditetapkan suatu elektrode pembanding yaitu elektrode hidrogen. Menurut IUPAC, hidrogen murni pada tekanan satu atmosfir dan suhu 25⁰C yang dialirkan melalui elektrode platina hitam dengan ion-ion H⁺_(aq) berkonsentrasi 1 M, ditetapkan bahwa harga potensial elektrode hidrogen adalah  nol Volt. Dengan demikian potensial elektrode yang ditentukan adalah potensial elektrode untuk reaksi reduksi karena potensial elektrode hidrogen berharga  nol Volt.

Potensial sel yang dihasilkan oleh suatu elektrode dinyatakan dengan lambang (E). Apabila pengukuran dilakukan pada kondisi standar, yaitu pada sushu 25⁰C dengn konsentrasi 1 Merupakan dan tekanan gas 1 atm, disebut potensial elektrode standar dan diberi lambang (E⁰). Untuk potensial sel redoks yang berlangsung spontan ( SelVolta) berharga positif.

Potensial sel Volta dapat diukur dengan percobaan menggunakan voltmeter atau potensiometer. Potensial sel Volta dapat juga dihitung berdasarkan data potensial elektrode standar, yaitu selisih antara potensial katode dan anode.

              E⁰_sel = E red (katode) – E oks(anode)

           E⁰_{sel Volta}   0

 Contoh soal :

Dalam suatu sel volta terjadi reaksi Ni  + Pb²⁺ à Ni²⁺  + Pb . Diketahui Ni²⁺  +  2e à Ni E^o = - 0,25 V dan Pb²⁺  + 2e à Pb E^o = - 0,13. Tentukan :

a. Notasi selnya

b. Harga E^o sel nya

c. Apakah reaksi dapat berlangsung?

Jawab :

a. Ni │Ni²⁺ ║Pb²⁺ │Pb

     oksidasi        reduksi

b. E⁰_sel = E red (katode) – E oks(anode)

            =  - 0,13 – (- 0,25)

            = + 0,12 V

 c.Reaksi dapat berlangsung karena E⁰_sel   > 0