REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA
-
Upload
kyra-holland -
Category
Documents
-
view
128 -
download
0
description
Transcript of REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA
![Page 1: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/1.jpg)
REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA
Dra. M. SETYORINI, M.Si
![Page 2: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/2.jpg)
Elektrokimia : cabang sains yang mempelajari kaitan antara arus listrik dan reaksi kimia
Reaksi kimia yang penting : reaksi oksidasi-reduksi
![Page 3: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/3.jpg)
Konsep Oksidasi-Reduksi
Penggabungan dan pelepasan oksigenContoh : 4 Fe(s) + 3 O2(g)
Fe2O3(s)
Karat besi terjadi karena besi “bergabung” dengan oksigen. Peristiwa tersebut dinamakan oksidasi.Fe2O3(s) + 3 CO2(g) 2 Fe(s)+ 3CO2(g)
Bijih besi didapatkan melalui peristiwa “reduksi” di mana oksigen diambil/ dilepaskan dalam suatu senyawa.
![Page 4: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/4.jpg)
Diskusi : Jelaskan 2 fenomena terkait reaksi:2 Mg(s) + O2(g) 2MgO(s)
Mg(s) + S(g) MgS(s)
Definisi oksidasi-reduksi berdasarkan perpindahan atom oksigen terlalu sempit, artinya dibutuhkan definisi yang lebih luas untuk menjelaskan peristiwa tersebut.
![Page 5: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/5.jpg)
Transfer elektron
Contoh:2 Mg(s) 2Mg2++ 4e-(oksidasi)
O2(g)+ 4e- 2O2-
(reduksi)Total:2 Mg(s) + O2(g) 2Mg2++ 2O2-
Ion :2Mg2+ + 2O2- 2MgO
![Page 6: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/6.jpg)
Mg Mg2++ 2e- (oksidasi)S + 2e- S2- (reduksi)Total :Mg + S Mg2++ S2-
Ion : Mg2+ + S2- MgS Oksidasi : reaksi yang terkait dengan
pelepasan elektron Reduksi : reaksi yang terkait dengan
penangkapan elektron
![Page 7: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/7.jpg)
Dalam pembentukan magnesium oksida : Mgmemberikan elektron pada oksigen sehinggaOksigen tereduksi.Artinya : Mg bertindak sebagai agen pereduksi(reduktor) dan mengalami oksidasi.Oksigen menangkap elektron yang dilepaskanoleh Mg sehingga Mg teroksidasi.Artinya : oksigen bertindak sebagai agenpengoksidasi (oksidator) dan mengalami reduksi.Catatan : elektron yang dilepaskan oleh reduktorSama dengan jumlah elektron yang diterima olehoksidator.
![Page 8: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/8.jpg)
Jelaskan fenomena :2 Mg(s) + O2(g) 2 MgO(s)
H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g)
2S(s) + O2(g) 2 SO2(g)
HCl dan SO2 bukan senyawa ionik, tetapi kovalen (molekular) : tidak ada elektron yang benar-benar pindah, artinya : diperlukan lagi definisi yang lebih luas.
Pertambahan dan penurun bilangan oksidasi
![Page 9: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/9.jpg)
Bilangan oksidasi : jumlah muatan yang dimiliki suatu atom dalam molekul (senyawa ionik) jika elektron-elektronnya berpindah seluruhnya.
2 Mg(s) + O2(g) 2 MgO(s)
0 0 +2 -2 H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g)
0 0 +1 -1 2S(s) + O2(g) 2 SO2(g)
0 0 +4 -2 Oksidasi : jika suatu unsur mengalami
pertambahan bilangan oksidasi Reduksi : jika suatu unsur mengalami penurunan
bilangan oksidasi
![Page 10: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/10.jpg)
Kesimpulan :Pengertian Perubahan
elektronBilangan oksidasi
Oksidasi
Reduksi
Oksidator
Reduktor
![Page 11: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/11.jpg)
Penyetaraan Persamaan Oksidasi-Reduksi
Metode ion-elektron (setengah reaksi )
Metode bilangan oksidasi (biloks)
![Page 12: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/12.jpg)
Metode ion-elektron (setengah reaksi)
Konsep dasar :Jumlah elektron yang diserap oksidator =jumlah elektron yang dilepas reduktor
Proses penyetaraan berlangsung menurut
langkah-langkah :1. Identifikasi spesies yang terlibat dalam
perubahan biloks, dan tulislah rangka setengah reaksi.
![Page 13: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/13.jpg)
2. Seimbangkan jumlah atom dari setiap setengah reaksi
Dalam larutan yang bersifat asam atau netral tambahkan 1 molekul H2O untuk setiap kekurangan satu O pada ruas yang kekurangan di ruas lain tambahkan ion H+.
Dalam suasana basa, tambahkan satu H2O untuk setiap kelebihan satu atom O pada ruas tersebut, lalu tambahkan ion OH‑ 2x lebih banyak pada ruas lainnya.
![Page 14: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/14.jpg)
3. Setarakan muatan listrik pada setiap setengah reaksi dengan cara menambahkan sejumlah elektron.
Di sebelah kanan untuk reaksi oksidasi Di sebelah kiri untuk reaksi reduksi4. Samakan jumlah elektron yang diserap
pada reaksi reduksi dengan jumlah elektron yang dilepaskan pada reaksi oksidasi dengan jalan memberi koefisien yang sesuai. Jumlahkan kedua setengah reaksi tersebut agar diperoleh persamaan redoks yang setara.
![Page 15: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/15.jpg)
Contoh : Setarakan reaksi oksidasi-reduksiberikut : MnO4-
(aq) + SO32-
(aq) Mn2+(aq) +
SO42-
(aq)
(asam) As2S3(s) + NO3-
(aq) H3AsO4(aq) + S(s) + NO(g)(asam)
Cr(OH)3(s) + OCl-(aq) CrO42-
(aq) + Cl-
(aq) + H2O(l)(basa) KMnO4(aq) + H2C2O4(aq) + H2SO4(aq)
K2SO4(aq) + MnSO4(aq) + H2O(l) + CO2(g)
![Page 16: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/16.jpg)
Reaksi tak setara : As2S3(s) + NO3-(aq)
H3AsO4(aq) + S(s) + NO(g) + H2O(l)
Penyelesaian : Langkah 1 :
As2S3(s) + NO3-(aq) H3AsO4(aq) + S(s)
+ NO(g) + H2O(l)
Oksidasi : As2S3(s) H3AsO4(aq) + S(s)
Reduksi : NO3-(aq) NO(g)
Dan seterusnya.................................
![Page 17: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/17.jpg)
Contoh 2 : Setarakan persamaan reaksi oksidasi-reduksi berikut :Cr(OH)3(s) + OCl-(aq) CrO4
2-(aq)
+ Cl-(aq) (basa) Catatan : cara menyeimbangkan H2O
dan OH- pada setengah persamaan reaksi oksidasi reduksi dalam suasana basa.
![Page 18: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/18.jpg)
Cara 1
Menyeimbangkan atom O
Pada sisi kekurangan O, tambahkan 2 ion OH‑ untuk setiap kekurangan satu atom O
Pada sisi lainnya tambahkan 1 molekul
H2O
Menyeimbangkan atom H
Pada sisi kekurangan H,
tambahkan 1 molekul H2O
untuk setiap atom H yang dibutuhkan
Pada sisi yang lainnya tambahkan 1 ion OH‑
Menyeimbangkan atom O
Pada sisi kekurangan O, tambahkan 2 ion OH‑ untuk setiap kekurangan satu atom O
Pada sisi lainnya tambahkan 1 molekul
H2O
![Page 19: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/19.jpg)
Jawab :
Cr(OH)3(s) + OCl-(aq) CrO42-
(aq) + Cl-(aq)
Langkah 1 :Oksidasi : Cr(OH)3(s) CrO4
2-(aq)
Reduksi : OCl-(aq) Cl-(aq)
(atom O belum setara)
Langkah 2 : dan seterusnya.................
![Page 20: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/20.jpg)
Cara 2
Cr(OH)3(s) + OCl-(aq) CrO42-
(aq) + Cl-(aq)
Langkah 1 :Oksidasi : Cr(OH)3(s) CrO4
2-(aq)
Reduksi : OCl-(aq) Cl-(aq)
Dan seterusnya....................
![Page 21: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/21.jpg)
Metode bilangan oksidasi (biloks)
Konsep dasar :Jumlah pertambahan biloks reduktor = jemlah pengurangan biloks oksidator
Langkah-langkah :1. Tentukan unsur yang mengalami perubahan
biloks2. Setarakan unsur yang mengalami perubahan
biloks dengan memberi koefisien yang sesuai.3. Tentukan jumlah penurunan biloks oksidator dan
jumlah pertambahan biloks dari reduktor. Jumlah perubahan biloks = jumlah atom yang terlibat dikalikan dengan perubahan biloksnya.
![Page 22: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/22.jpg)
4. Samakan jumlah perubahan biloks tersebut dengan memberi koefisien yang sesuai.
5. Setarakan muatan dengan menambahkan ion H+ (asam) atau ion OH- (dalam suasana basa)
6. Setarakan atom H dengan menambahkan molekul H2O
![Page 23: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/23.jpg)
Contoh : setarakan reaksi redoks berikutdengan metode bilangan oksidasi : Cr2O7
2-(aq) + C2O4
2-(aq) Cr3+
(aq) + CO2(g)(asam)
MnO4-(aq) + C2O4
2-(aq) MnO2(s) +
CO2(g)
(basa)
![Page 24: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/24.jpg)
Jawab :Cr2O7
2-(aq) + C2O4
2-(aq) Cr3+
(aq) + CO2(g)(asam)
Langkah 1 :Cr2O7
2-(aq) + C2O4
2-(aq) Cr3+
(aq) + CO2(g)
+6 +3 +3 +4
Reduksioksidasi
Langkah 2 : dan seterusnya.............
![Page 25: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/25.jpg)
MnO4-(aq) + C2O4
2-(aq) MnO2(s) +
CO2(g)(basa) Langkah 1 :
MnO4-(aq) + C2O4
2-(aq) MnO2(s) +CO2(g)
+7 +3 +4 +4Reduksi
oksidasi Langkah 2 : dan seterusnya.............
![Page 26: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/26.jpg)
Latihan : CrO4
2-(aq) + Fe(OH)2(s) Cr2O3(s) +
Fe(OH)3(s)(basa)
KI(aq) + H2SO4(aq) K2SO4(aq) + H2S(g) + I2(s) + H2O(l)
![Page 27: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/27.jpg)
Sel Elektrokimia
Sel elektrokimiaSel Volta/Galvanimenghasilkan energi
listrik sebagai hasil reaksi kimia (redoks) yang
berlangsung spontan.contoh :
1. sel volta komersial2. aki
3. baterai
Sel elektrolisisarus listrik dari luar sel melangsungkan reaksi
yang tidak spontan.contoh :
1. proses penyepuhan2. proses pemurnian
logam
![Page 28: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/28.jpg)
Dalam kedua sel tersebut terdapat : Anoda : elektroda tempat terjadinya
oksidasi Katoda : elektroda tempat terjadinya
reduksi
![Page 29: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/29.jpg)
Sel Volta
Perhatikan reaksi berikut : Zn(s) + CuSO4(aq) Cu(s) + ZnSO4(aq)
biru jernih Cu(s) + ZnSO4(aq)
Reaksi Zn dalam larutan CuSO4merupakan reaksi redoks spontan : Zn(s) + Cu2+
(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)
![Page 30: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/30.jpg)
Dalam reaksi tersebut, tidak ada arus listrik yang dapat diukur karena elektron berpindah secara langsung dari atom Zn ke ion Cu2+. Agar menghasilkan listrik, maka logam Zn dan ion Cu2+ dipisahkan sehingga menjadi rangkaian sebagai berikut :
Gambar sel Volta
![Page 31: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/31.jpg)
Anoda : Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-
Katoda : Cu2+(aq) + 2e- Cu(s)
Reaksi bersih :Zn(s) + Cu2+
(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)
Peralatan percobaan untuk menghasilkan listrik dengan memanfaatkan reaksi redoks spontan dinamakan sel Volta atau sel Galvani.( diambil dari ilmuwan Italia : Luigi Galvani dan Alessandro Volta )
![Page 32: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/32.jpg)
Batang Zn dicelupkan pada larutan ZnSO4 dan Cu dalam larutan CuSO4, batang Cu dan Zn dinamakan elektroda. Susunan elketroda (Zn dan Cu) dan larutan (ZnSO4 dan CuSO4) ini disebut sel Daniel ( John Daniel).
![Page 33: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/33.jpg)
Pada sel Volta tersebut: Elektroda Zn teroksidasi dan larut menjadi
Zn2+
Elektron yang dibebaskan mengalir melalui kawat penghantar menuju elektroda Cu.
Pada elektroda Cu, elektron-elektron diikat oleh ion Cu2+ dari larutan dan mengendap sebagai Cu(s) dan melekat pada batang Cu. Akibatnya :1. Pada anoda ion Zn2+ > ion SO4
2- (bermuatan positif)2. Pada katoda ion SO4
2- > ion Cu2+ (bermuatan negatif)
![Page 34: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/34.jpg)
Karena bermuatan positif pada ruang anoda, maka akan menghambat pelarutan logam Zn selanjutnya, sebaliknya di ruang katoda bermuatan negatif akan menahan pengendapan ion Cu2+ atau aliran elektron akan berhenti.
Oleh karena itu, diperlukan jembatan garam (umumnya berupa pipa U terbalik berisi larutan garam inert (KCl, KNO3) sebagai medium penghantar agar kation (K+,Zn2+) mengalir ke katoda dan anion (SO4
2-, Cl-) bergerak ke anoda.
![Page 35: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/35.jpg)
Pada akhir kerja sel Volta:1.Elektroda Zn akan berkurang massanya2.Elektroda Cu akan bertambah massanya3.Larutan CuSO4 semakin encer
4.Larutan ZnSO4 semakin pekat Logam Zn dan Cu pada sel tersebut
disebut elektroda (kutub-kutub listrik pada rangkaian sel elektrokimia)
Elektroda tempat terjadinya oksidasi : anoda
Elektroda tempat terjadinya reduksi : katoda
![Page 36: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/36.jpg)
Pada sel Volta, anoda = kutub negatif dan katoda = kutub positif
Notasi sel atau diagram sel untuk sel di atas :Zn(s)│Zn2+
(aq)││Cu2+(aq)│Cu(s)
Setengah sel setengah sel
Berdasarkan konvensi :1. Anoda digambarkan sebelah kiri dan katoda
di sebelah kanan.2. Dua garis sejajar : jembatan garam yang
memisahkan anoda dan katoda3. Garis tunggal : batas antar fase4. Zn(s)│Zn2+
(aq) : pasangan oksidasi
Cu2+(aq)│Cu(s) : pasangan reduksi
![Page 37: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/37.jpg)
Pada gambar Sel Volta: Aliran elektron dari elektroda Zn ke elektroda Cu
dan tidak sebaliknya, artinya Zn lebih mudah teroksidasi daripada Cu, sebaliknya ion Cu2+ lebih mudah tereduksi.
Perbedaan kecenderungan teroksidasi menghasilkan perbedaan rapatan muatan antara elektroda Zn dan Cu, yang pada akhirnya menyebabkan beda potensial listrik antara Zn dan Cu. Selisih potensial = potensial sel atau Esel (ggl=emf)
Bila konsentrasi ion Zn2+ = 1M, Cu2+ = 1M, Esel = 1,10V. Potensial sel yang diukur pada 25oC dengan konsentrasi ion-ion 1M dan tekanan gas 1 atm disebut potensial sel standar ( Eo
sel).
![Page 38: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/38.jpg)
Potensial elektroda Standar
Pengukuran potensial sel dapat digunakan untuk membandingkan kecenderungan logam/spesi lain untuk mengalami oksidasi atau reduksi.
Untuk membandingkan kecenderungan oksidasi atau reduksi suatu elektroda, diperlukan elektroda pembanding/standar yaitu elektroda hodrogen (SHE = Standar Hydrogen Elektrode)
![Page 39: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/39.jpg)
Contoh 1:
![Page 40: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/40.jpg)
Anoda : Zn(s) Zn2+(aq) (1M)
+ e-
Katoda: 2H+(aq) (1M) +2e- H2(g)
(1atm) Keseluruhan:
Zn(s) + 2H+(aq) (1M) Zn2+
(aq) (1M) + H2(g) (1atm)
Notasi sel:Zn(s) │Zn2+
(aq) (1M) ││ 2H+(aq) (1M)│ H2(g) (1atm)│Pt(s)
![Page 41: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/41.jpg)
Berdasarkan konvensi :
![Page 42: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/42.jpg)
Contoh 2 :
![Page 43: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/43.jpg)
Anoda : H2(g) (1atm) 2H+(aq) (1M)
+2e-
Katoda : Cu2+(aq) (1M) + 2e- Cu(s)
Keseluruhan :Cu2+
(aq) (1M) + H2(g) (1atm) Cu(s) + 2H+
(aq) (1M) Notasi sel:
Pt(s) │ H2(g) (1atm) │2H+(aq) (1M)│ │Cu2+
(aq) (1M) │Cu(s)
![Page 44: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/44.jpg)
Berdasarkan konvensi :
![Page 45: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/45.jpg)
Atau : Zn(s) Zn2+
(aq) (1M) + 2e-Eo = -0,76 V
Cu2+(aq) (1M) + 2e- Cu(s) Eo =
+0,34 V
2H+(aq) (1M) +2e- H2(g) (1atm) Eo =
0,00 V
![Page 46: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/46.jpg)
Pada sel Volta antara Cu dan Zn : Anoda : Zn(s) Zn2+
(aq) (1M) + 2e-
Katoda: Cu2+(aq) (1M) + 2e- Cu(s)
Keseluruhan:Zn(s) + Cu2+
(aq)(1M) Zn2+(aq)(1M) + Cu(s)
![Page 47: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/47.jpg)
Kesimpulan
Menurut kesepakatan, potensial elektroda dikaitkan dengan reaksi reduksi (potensial reduksi standar = PRS).
Bila kecenderungan proses reduksi ditandai Eo, maka kecenderungan oksidasi merupakan harga negatifnya (-Eo).
Semakin positif Eo, elektroda yang lebih mudah mengalami reduksi, sedangkan elektroda yang lebih sukar mengalami reduksi diberi tanda negatif.
![Page 48: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/48.jpg)
Pada daftar PRS :oksidator
Eo(V)F2(g) + 2e- 2 F-
(aq) +2,87
2H+(aq) + 2e- H2(g) 0,0
Li+(aq) + e- Li(s) -3,05
reduktorartinya : F2 adalah zat pengoksidasi paling kuat karena
mempunyai kecenderungan terbesar untuk tereduksi Li+ adalah zat pengoksidasi paling lemah karena
spesi ini paling sukar untuk direduksi F- = zat pereduksi paling lemah Li(s) = zat pereduksi paling kuat
![Page 49: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/49.jpg)
Pada sel Volta: katoda adalah elektroda yang Eo >> Anoda adalah elektroda yang Eo <<
![Page 50: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/50.jpg)
Kespontanan reaksi redoks
Hubungan antara Eosel, ∆Go, dan K
Untuk menjalankan proses non-spontan(∆G>0) : dibutuhkan kerja.Untuk proses spontan (∆G<0) : proses sponten melakukan kerja.
![Page 51: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/51.jpg)
Dalam sel Volta : reaksi melakukan kerja, kuantitas kerjanya :
Catatan : tanda (-) = kerja listrik dilakukan oleh
sistem ke lingkungan n = mol elektron yang dipertukarkan
pada reaksi redoks F = tetapan Faraday,
1 F = 96500 J/v . mol= 96500 C/mol elektron
![Page 52: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/52.jpg)
Energi bebas, yaitu energi yang tersedia untuk melakukan kerja.
Dari pers. (1) dan (2)
Dalam keadaan standar :
Jadi, reaksi redoks spontan bila : ∆G < 0 dan Eo > 0Bila Eo
sel bernilai negatif, reaksi akan berlangsung spontan pada arah sebaliknya.
![Page 53: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/53.jpg)
Hubungan antara Eosel dan K
Dari pers. (3) dan (4)
![Page 54: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/54.jpg)
Hubungan Eosel, ∆Go, dan K
∆Go K Eosel
Reaksi pada keadaan standar
- > 1 + Spontan
0 = 1 0 Pada saat kesetimbangan
+ < 1 -Non-spontan : reaksi spontan pada arah
berlawanan
![Page 55: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/55.jpg)
Efek konsentrasi pada Esel
Bila sel Galvani : Zn(s)│Zn2+(aq)││Cu2+
(aq)│Cu(s)
Atau reaksi :Zn(s) + Cu2+
(aq) Zn2+(aq) + Cu(s)
dilakukan pada konsentrasi Zn2+ dan Cu2+ yang bervariasi :
![Page 56: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/56.jpg)
[Zn2+],M [Cu2+],M Esel, V
1,0 1,0 x 10-3 1,0 x 10-3 3,0 1,01
1,0 1,0 x 10-2 1,0 x 10-2 2,0 1,04
1,0 1,0 x 10-1 1,0 x 10-1 1,0 1,07
1,0 1,0 1,0 0 1,10
1,0 x 10-1 1,0 1,0 x 10-1 -1,0 1,13
1,0 x 10-2 1,0 1,0 x 10-2 -2,0 1,16
1,0 x 10-3 1,0 1,0 x 10-3 -3,0 1,19
![Page 57: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/57.jpg)
Dalam grafik :
![Page 58: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/58.jpg)
Menghasilkan garis lurus :
Hubungan ini mula-mula dipelajari : Walther Nerst
Persamaan ini dapat diperoleh dari persamaan termodinamika
aA + bB cC + dD
![Page 59: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/59.jpg)
Persamaan Nerst memungkinkan mengkitung E sebagai fungsi dari konsentrasi reaktan dan produk dalam reaksi redoks.
![Page 60: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/60.jpg)
Beberapa sel Volta KomersialAki
Anoda : padatan Pb (timbal) Katoda : padatan PbO2
Elektrolit : larutan H2SO4
Tidak memerlukan jembatan garam ?? Reaksi pengosongan aki :
Anoda : Pb(s) + SO42-
(aq) PbSO4(s) + 2e-
Katoda : PbO2(s) + 4 H+(aq) + SO4
2-(aq)
PbSO4(s) + 2H2O(l)
Keseluruhan:Pb(s) + 2SO4
2-(aq) + PbO2(s) + 4 H+
(aq)
2PbSO4(s) + 2H2O(l)
![Page 61: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/61.jpg)
Aki, umumnya terdapat 6 sel identik. Esel setiap sel = ± 2 V, total = 12 V
Pada proses pengosongan akiKatoda (Pb) : PbSO4(s) + 2e- Pb(s) +
SO42-
(aq)
Anoda (PbO2): PbSO4(s) + 2H2O(l) PbO2(s) + 4 H+
(aq) + SO42-
(aq)
Keseluruhan :2PbSO4(s) + 2H2O(l) Pb(s) + 2SO4
2-(aq)
+ PbO2(s) + 4H+(aq)
Pengisian aki, dilakukan dengan membalik arah aliran elektron pada kedua elektroda
![Page 62: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/62.jpg)
Sel Kering (sel Leclanche)
Anoda : Zn(s) Zn2+(aq) + 2e-
Katoda :2 NH4+
(aq) + 2MnO2(s) + 2e-
Mn2O3(s) + 2NH3(aq)+ H2O(l)
Keseluruhan: Zn(s) +2NH4
+(aq) +2MnO2(s) Mn2O3(s) +2NH3(aq)
+H2O(l) +Zn2+(aq)
Voltase yang dihasilkan : 1,5 VPada reaksi : Zn2+
(aq) + 4NH3(aq) Zn(NH3)42+
(aq)
Sel Leclanche : tidak dapat diisi ulang = sel primerSel Aki : dapat diisi ulang = sel sekunder
![Page 63: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/63.jpg)
Sel Elektrolisis Proses yang menggunakan energi listrik
agar reaksi kimia non-spontan dapat terjadi dinamakan elektrolisis.
Susunan sel elektrolisis
Anoda : positifKatoda : negatif
![Page 64: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/64.jpg)
Elektrolisis lelehan NaCl
NaCl(l) Na+(l) + Cl-(l)
Katoda : 2Na+ + 2e- 2Na(s)
Anoda : 2 Cl- Cl2(g) + 2e-
Keseluruhan :2Na+ + 2 Cl- 2Na(s) +Cl2(g)
Esel =.................................?
Proses ini merupakan sumber utama logam Na dan gas klorin
![Page 65: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/65.jpg)
Elektrolisis larutan NaCl, elektroda grafit (inert)
Pada anoda, terjadi kompetisi :2 Cl- Cl2(g) + 2e- Eo
oks = -1,36 V
2 H2O(l) O2(g) + 4H+(aq) + 4e- Eo
oks = - 1,23 V Meskipun potensial oksidasi klorin lebih negatif,
tetapi fakta yang terjadi di anoda dihasilkan gas klorin. Karena, pembentukan gas oksigen memerlukan overpotensial tinggi.
Overpotensial : selisih antara potensial elektroda dan voltase sebenarnya yang diperlukan pada proses elektrolisis.
![Page 66: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/66.jpg)
Pada katoda, terjadi kompetisi :2 H2O(l) + 2e- H2(g) + 2 OH-
(aq) Eo = -0,83 V
Na+(aq) + e- Na(s) Eo = -
2,71 V Pada katoda yang terjadi adalah Eo
(1) > Eo(2)
sehingga yang lebih mengalami reduksi adalah H2O.
![Page 67: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/67.jpg)
Maka : Anoda : 2 Cl- Cl2(g) + 2e-
Katoda: 2 H2O(l) + 2e- H2(g) + 2 OH-(aq)
Keseluruhan:2 H2O(l) 2 Cl- H2(g) + 2 OH-
(aq) + Cl2(g)
Katoda anoda
![Page 68: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/68.jpg)
Pada proses tersebut, konsentrasi ion Cl - menurun, ion OH‑ meningkat, sehingga hasil samping : NaOH dengan cara menguapkan larutan berair pada saat elektrolisis.
Elektrolisis dengan elektroda tidak inert, contohnya larutan CuSO4 dengan elektroda Cu.
![Page 69: REAKSI REDUKSI-OKSIDASI DAN ELEKTROKIMIA](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022061510/5681376a550346895d9f021f/html5/thumbnails/69.jpg)
SEKIANDAN
TERIMA KASIH