Elektrokimia : Sel Volta

     

Pengertian Sel Volta:

Merupakan sel yang merubah energi kimia menjadi energi listrik

a.         Dasar Teori :

Logam mempunyai sifat mudah mengalami oksidasi ada yang sukar   mengalami oksidasi

Jika dua jenis logam dimasukkan dalam larutan elektrolit maka terjadi aliran elektron dari logam yang mudah mengalami oksidasi ke logam yang sukar mengalami oksidasi

Logam yang mudah mengalami oksidasi diberi kutub negatif dan disebut Anoda

Logam yang sukar mengalami oksidasi diberi kutub positif dan disebut Katoda

Aliran elektron terjadi karena perbedaan potensial dan dapat diukur dengan Voltameter

b.      Mekanisme reaksi 

Reaksi redoks yang terjadi antara logam Zn dan larutan CuSO₄ menghasilkan aliran listrik

Elektron mengalir dari anode (Zn) ke katode (logam Cu)

Anoda ( - )           :   Zn  →  Zn²⁺  + 2e  ( oksidasi )

Katoda ( + )         :  Cu²⁺  + 2e  → Cu  ( reduksi )

                        

·         Logam Zn melepas elektron mengalir dari anoda ( - ) ke katoda ( + )

·         elektron akan bereaksi dengan ion Cu²⁺ dan membentuk Logam Cu.

·         Akibatnya muatan pada gelas kimia (II) akan kelebihan ion SO₄^2- / kelebihan muatan negatif

·         Fungsi jembatan garam ( berisi larutan NaCl/NaNO₃)  sebagai penghantar elektrolit  mengalirkan ion-ion 

        dari 1 elektrode ke electrode lain.,sehingga terjadi aliran elektron yang kontinu 

                                                         ZnSO₄(aq)                         CuSO₄(aq)     

                         

c.       Potensial Elektroda ( E )

Potensial Elektroda merupakan perbedaan potensial elektroda suatu logam terhadap elektroda hidrogen. Potensial elektroda hidrogen diberi harga 0,00 volt 

d.                     Potensial Elektroda Standart ( E^o )

Merupakan perbedaan potensial elektroda suatu logam terhadap elektroda hidrogen yang diukur pada suhu 25^oC, tekanan 1 atm dan pada 1 M.

e.                     Potensial Sel Standart ( Eo Sel )

Potensial Sel dapat diukur dengan menggunakan Voltameter, dengan cara mengukur potensial listrik yang timbul karena penggabungan dua setengah sel

Potensial Sel dapat diukur dengan menggunakan menggunakan rumus :

                   

Reaksi dapat berlangsung  jika harga E^o Sel > 0,  dan reaksi tidak berlangsung bila E^o Sel < 0 (negative).

                                                 Tabel . Potensial electrode (reduksi) standar E°

Unsure logam disusun berdasar harga potensial yang makin besar atau urutan logam yang makin mudah mengalami reduksi. Urutan ini disebut Deret Volta.

K –Ba–Ca–Na–Mg–Al–Mn–(H₂O)–Zn–Cr–Fe–Cd–Co – Ni–Sn–Pb–( H) –Cu– Hg–Ag–Pt –Au

• Dari kiri ke kanan bersifat makin mudah mengalami reduksi (oksidator makin kuat)
• Paling kiri paling mudah mengalami oksidasi (reduktor kuat)
• suatu logam dalam deret volta mampu mereduksi ion-ion di sebelah kanannya tetapi tidak mampu mereduksi ion – ion di sebelah kirinya

Contoh: Zn + 2HCl  →  ZnCl₂   + H₂        

              Ag  + HCl    tidak bereaksi

              

              Zn  + 2H⁺    →     Zn²⁺  + H₂

              Ag  + H⁺    tidak bereaksi

      f. Notasi Sel Volta / Diagram Sel Volta

Jika logam Zn dilarutkan dalam larutan CuSO₄ maka akan terjadi reaksi :

                                            Zn(s) + CuSO₄(aq) à  Zn SO₄ (aq)  + Cu(s)

             

Reaksi tersebut ditulis dalam bentuk ion :             Zn + Cu²⁺ à  Zn²⁺  + Cu 

Notasi Sel Volta ditulis                   :               Zn / Zn²⁺ //  Cu²⁺ / Cu

Oksidasi        reduksi

Hal – hal  yang perlu diperhatikan tentang sel volta :

1. Di antara  dua electrode pada sel volta, logam yang memiliki E^θ lebih kecil (lebih negative) selalu  berfungsi sebagai anode (mengalami oksidasi)
2. Karena electron (muatan negative) berpindah dari anode ke katode, maka pada sel volta anode   merupakan electrode negative dan katode merupakan electrode positif.
3. Suatu sel volta dapat digambarkan melalui notasi:    Anoda/ion       //    ion / katoda 
4. Potensial listrik yang dihasilkan sel volta disebut potensial sel (E^θ_sel), dan selalu berharga positif           E^θ_sel = E^θ reduksi - E^θ oksidasi

              Atau   E^θ_sel   = E^θ katode - E^θ anode      E^θ kanan - E^θ kiri    = E^θ yang besar - E^θ yang kecil

               Harga E^θ sel merupakan sifat intensif, artinya tidak bergantung pada jumlah zat.

   Contoh:

1.       Suatu sel  volta tersusun dari electrode-elektrode timah dan alumunium.

                          Sn²⁺  + 2e   →   Sn                     E^θ = - 0,14

                         Al³⁺   + 3e   →   Al                      E^θ = - 1,66  

a.       Tentukan anode dan katode

b.      Manakah yang merupakan electrode negative

c.       Gambarkan notasi sel

d.      Tuliskan reaksi sel

e.       Hitunglah potensial sel

Jawab:

a.       Al merupakan anode (E^θ lebih kecil)    Sn merupakan katode(E^θ lebih besar)

b.      Dalam sel volta, electrode negative adalah anode yaitu Al

c.       Al / Al³⁺ // Sn²⁺ / Sn

d.      Al  → Al³⁺  + 3e                     (x2)
      Sn²⁺  + 2e →  Sn                   (x3)

            Reaksi sel :    2Al  +  3Sn²⁺    →  2Al³⁺  + Sn

e.      E^θ_sel = (- 0,14) – ( - 1,66)  = 1,52 volt

 

UJI KEMAMPUANMU  :  SOAL –SOAL SEL VOLTA

      1.Diketahui   :

 Zn²⁺  +  2e  à  Zn   E^o=  - 0,76 volt

                Cu²⁺  +  2e  à  Cu   E^o=  +0,34 volt

       a. Tuliskan diagram sel Voltanya

       b. Tentukan E^o sel dari :                      Zn + Cu²⁺  à  Zn²⁺  +  Cu

c. Tuliskan reaksi elektroda dan reaksi selnya !

       2. Diketahui :

E^o red Mg²⁺  =  - 2,37 volt

               E^o red Pb²⁺   =  -0,13 volt

a.       Tuliskan diagram sel Voltanya !

b.      Tentukan E^o sel dari :  Mg + Pb²⁺  à Mg²⁺  +  Pb

c.       Tuliskan reaksi elektroda dan reaksi selnya

3. Suatu sel volta tersusun atas electrode Pb

    dan electrode Cr. Bila diketahui

           Pb²⁺ + 2e →Pb           E^o=  - 0,13 volt 

           Cr³⁺ + 3e →Cr           E^o=  - 0,71 volt

a.       Tentukan anode dan katodenya

b.      Tentukan reaksi di anode dan katode

c.       Tentukan harga potensial selnya

d.      Tuliskan notasi selnya 

4. Diketahui :

           Cd / Cd²⁺ //2Ag⁺ / 2Ag     E^o = 1,20 volt

    Cd / Cd²⁺ //Cu²⁺ / Cu      E^o = 0,74 volt

    Pb /Pb²⁺ //2Ag⁺ / 2Ag     E^o = 0,93 volt

   2Na / 2Na⁺ // Pb²⁺/ Pb    E^o = 2,58 volt

Pb²⁺ + 2e è Pb    E^o = -0,13 volt

1. Tentukan potensial electrode Cd, Ag, Na, dan Cu
2. Urutkan daya reduksilogam-logam tersebut dari yang berdaya reduksi terlemah ke yang daya reduksi paling kuat
3. Bila logam-logam tsb dimasukkan ke dalam larutan asam (H+) logam manakah yang dapat larut (bereaksi) dan logam mana yang tidak larut?
4. Bila elektrode Cd dipasangkan dg electrode Na untuk membentuk sel elektrokimia, tentukan reaksi di anode dan di katode, potensial sel dan notasi selnya.