SEL VOLTA—REDOKS DAN ELEKTROKIMIA

Sel elektromikia memiliki dua jenis, yaitu sel volta dan sel elektrolisis. Apa itu sel elektrokimia? Ya, yaitu wahana tempat berlangsungnya reaksi redoks.

A. Ciri-ciri sel volta

  • Terjadi perubahan energi kimia menjadi energi listrik
  • Terjadi reaksi redoks spontan (Eºsel-nya bertanda positif)
  • Mempunyai kutub katode dan anode
  • Terjadi reaksi reduksi di katode dan oksidasi di anode dengan singkatan KARAOS (Katode reduksi ; Anode oksidasi)
  • Untuk penentuan jenis kutub katode dan anodenya, digunakan singkatan KPAN (Katode positif ; Anode negatif)
  • Adanya jembatan garam, saklar, dan voltmeter untuk membuat reaksi berlangsung

B. Susunan sel volta

sel voltaSeperti yang diketahui di fisika, aliran elektron mengalir dari kutub negatif ke positif. Jadi, elektron mengalir dari anode ke katode sesuai singkatan KPAN. Coba deh perhatikan gambar di samping, seperti itulah susunan sel volta.

Ambil contoh ZnSO4 dilarutkan di bagian anode, sementara pada bagian katode dilarutkan CuSO4. Nah, jika dibuat reaksi di anode dan katode akan terjadi reaksi sesuai singkatan KARAOS:

  • Katode: ZnSO4 –> Zn2+  +  SO4 2- menjadi Zn –> Zn2+  + 2e-
  • Anode: CuSO4 –> Cu2+  +  SO4 2- menjadi Cu2+ + 2e- –> Cu

Nah, elektron pada anode (yaitu pada Zn) akan mengalir menuju pelat keping katode milik si tembaga (Cu). Nah, ion Cu2+ mengambil elektron tersebut sehingga terjadilah reaksi Cu2+ + 2e- –> Cu dan terdapat logam Cu yang mengendap (berbentuk padat). Akibatnya, susunan sel volta tersebut sudah bisa menghasilkan aliran listrik!

Tapi jika tidak ada kehadiran jembatan garam, maka logam Zn pada anode akan terus keropos atau rusak karena terus-menerus mendonorkan elektronnya ke Cu. Sementara Cu terus mendapatkan elektron sehingga menghambat pengendapan Cu, alias Cu akan semakin kokoh.

Fungsi jembatan garam adalah untuk menetralkan muatan listrik pada gelas yang anode dan katode.

Lho, kan di reaksi katode dan anode ada ion sulfat (SO4 2-) tuh! Ion-ion itu kemana dong? Jadi begini:

  • Pada katode, ion sulfat akan menempel di bagian batang anode karena ion Zn2+ lah yang berada pada larutan tersebut untuk mendonorkan elektronnya ke katode
  • Pada anode, ion sulfat akan tersebar di dalam larutan sementara ion Cu2+ menempel di batang katode yang nantinya menangkap elektron dari zink.

Jadi, ion Zn2+ dan SO4 2- dalam larutan entar perginya ke mana juga? Oalah, begini-begini:

  • ion Zn2+ dalam larutan anode akan masuk ke dalam jembatan garam
  • ion sulfat dalam larutan katode akan masuk ke dalam jembatan garam

Jadi, jembatan garam yang biasanya berisi larutan garam (ex: NaCl dan KNO3) akan menetralkan posisi kedua gelas kimia tersebut, dengan ketentuan:

  • Ion-ion negatif pada jembatan garam (ambil NaCl) yaitu ion klor (Cl-) akan bergerak ke gelas kimia berisi batang anode untuk menetralkan ion Zn2+ yang berlebih karena keropos
  • Ion-ion positif pada jembatan garam (ambil NaCl) yaitu ion natrium (Na+) akan bergerak ke gelas kimia berisi batang katode untuk menetralkan kelebihan ion sulfat

Nah, seperti itulah kinerja dari susunan sel volta. Jadi, bisa dikatakan bahwa susunan sel volta inilah yang bisa dijadikan untuk mengambil logam-logam di bagian katode. Seperti contoh di atas, logam yang bisa diambil adalah kuprum (Cu)

C. Notasi sel volta (diagram sel)

Susunan notasi sel volta dinyatakan dengan suatu notasi singkat disebut diagram sel. Nah, pada susunan sel volta yang dijelaskan di atas, ada dua unsur yang berperan penting yaitu Zn dan Cu. Kenapa SO4 2- tidak termasuk? Ya, karena ion sulfat sama-sama bisa diabaikan sebab ada di Zn dan Cu juga.

Di bawah ini adalah notasi sel volta yang benar:

selvolta
NOTASI SEL VOLTA

Pada susunan sel volta di atas, maka pada larutan anode adalah zink jadi Zn mengalami reaksi oksidasi yaitu biloksnya meningkat dari 0 menjadi +2. Sementara pada larutan katode adalah tembaga (kuprum) jadi Cu mengalami reaksi reduksi yaitu biloksnya menurun dari +2 menjadi 0. Jadi, notasi sel voltanya adalah:

Zn|Zn2+ || Cu2+|Cu

Dengan keterangan:

  • Tanda | menunjukkan batas jenisnya antara unsur dengan ion. Pada Zn|Zn2+ berarti Zn bersifat logam (padatan) sementara Zn2+ sebagai larutan, begitu juga dengan Cu2+|Cu
  • Tanda || menunjukkan jembatan garam

CONTOH SOAL

  1. Perhatikan gambar berikut!
    selvolta2Diketahui harga potensial reduksi berikut.
    Ag+ + e-  —> Ag  ; Eº = +0,80 volt
    Zn2+ + 2e-  —> Zn ; Eº = -0,76 volt
    Berdasarkan gambar rangkaian sel volta, diagram sel yang paling tepat adalah …
    A. Zn2+|Zn || Ag|Ag+
    B. Zn|Zn2+ || Ag+|Ag
    C. Zn2+|Ag+ || Ag|Zn

    D. Ag|Ag+  || Zn|Zn2+
    E. Ag|Ag+ || Zn2+|Zn
    –> Penyelesaian:
    Langkah pertama lihatlah voltmeter-nya mengarah ke mana. Di soal, voltmeter mengarah ke kanan, jadi aliran elektron adalah dari Zn ke Ag. Artinya, Zn sebagai anode dan Ag sebagai katode. Jawaban paling tepat adalah B
  2. Perhatikan susunan sel volta berikut!
    volta11
    Berdasarkan gambar rangkaian tersebut, diagram sel yang tepat adalah …
    A. Mg2+|Mg || Cu|Cu2+
    B. Mg2+|Mg || Cu2+|Cu
    C. Mg|Mg2+ || Cu|Cu2+
    D. Mg|Mg2+ || Cu2+|Cu
    E. Cu|Cu2+ || Mg2+|Mg

    –> Penyelesaian:
    ^^^1 = perhatikan tanda voltmeternya! Pada soal ke kiri
    ^^^2 = aliran elektron dari Mg ke Cu
    ^^^3 = Mg sebagai anode (oksidasi) dan Cu sebagai katode (reduksi)
    ^^^4 = Mg mengalami oksidasi dari Mg menjadi Mg2+
    ^^^5 = Cu mengalami reduksi dari Cu2+ menjadi Cu
    ^^^6 = Notasi sel voltanya adalah D

LANJUT: POTENSIAL ELEKTRODE STANDAR—REDOKS DAN ELEKTROKIMIA

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s