elektrokimia_kimia fisik

1. Elektrokimia
Beberapa alat elektronik dapat bekerja karena adanya baterai, cara
kerjanya menggunakan prinsip elektrokimia. Salah satu contohnya yaitu aki pada
mobil.
Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari aspek elektronik dan reaksi
kimia. Elemen yang digunakan dalam reaksi elektrokimia dikarakterisasikan
dengan banyaknya elektron yang dimiliki. Dengan kata lain, elektrokimia adalah
ilmu yang mempelajari hubungan antara perubahan (reaksi) kimia dengan kerja
listrik, yang biasa melibatkan sel elektrokimia yang menerapkan prinsip reaksi
redoks dalam aplikasinya.
Berikut ini adalah peta konsep dari materi elektrokimia.
Reaksi redoks merupakan gabungan dari reaksi reduksi dan reaksi oksidasi
yang berlangsung secara bersamaan. Peristiwa pelepasan elektron disebut reaksi
oksidasi, sedangkan peristiwa penangkapan elektron disebut reaksi reduksi. Zat
Metode Biloks Metode Setengah Reaksi
Reaksi Redoks
Sel Elektrokimia
Spontan
Tidak Spontan
Deret Volta
Potensial Sel
Larutan elektrolit
Sel Volta
Sel
Elektrolis
is
Cara menyetarakan
Didasari oleh
Dapat berlangsung
Ditentukan oleh
Diukur
menggunakan
Terbagi
menjadi
Terdiri atas

2. yang mengalami oksidasi dinamakan reduktor karena zat tersebut menyebabkan
zat lain mengalami reduksi. Sedangkan zat yang mengalami reduksi dinamakan
oksidator karena zat tersebut menyebabkan zat lain mengalami oksidasi.
Kespontanan suatu reaksi dapat ditentukan dengan dua cara, yaitu dengan
menggunakan deret volta atau dengan menghitung potensial selnya.
Logam disebelah kanan atom H Logam disebelah kiri atom H
Mudah mengalami reduksi Mudah mengalami oksidasi
Logam aktif (mudah melepas elektron) Sangat sulit melepaskan elektron
Semakin ke kanan, sifat reduktor
semakin lemah (sulit teroksidasi)
Semakin ke kiri, sifat reduktor semakin
lemah (mudah teroksidasi)
Logam deret volta dapat mereduksi unsur si kananya, tapi tidak mampu
mereduksi unsur di kirinya. Jika suatu logam dapat mereduksi unsur disebelah
kanannya, maka reaksi tersebut berlangsung spontan, dan sebaliknya.
Reaksi reduksi dapat menimbulkan potensial listrik tertentu yang disebut
potensial reduksi atau ptensial elektroda dengan simbol E. Nilai E disebut juga
harga Eº yang merupakan potensial reduksi standart atau potensial elektroda
standart.
Penentuan potensial sel dilakukan dalam suatu sel yang disebut sel
elektrokimia. Reaksi oksidasi berlangsung di sel anode sedangkan reaksi reduksi
berlangsung di sel katode.
Gambar disamping menujukkan pengukuran
potensial sel menggunakan sel elektrokimia.
Urutan logam – logam pada deret volta :
Li – K – Ba – Ca – Na – Mg – Al – Zn – Cr – Fe – Ni – Si – Pb
– (H) – Cu – Hg – Ag – Pt – Au
Eº oksidasi = - Eº reduksi

3. Reaksi sel merupakan penjumlahan dari dua setengah reaksi, yaitu reaksi
oksidasi dan reaksi reduksi. Maka dari itu, elektron yang dilepas dan yang
diterima harus setara.
Misalnya :
Reaksi di katode : Zn2+ + 2e- Zn E0sel = -0,76 volt
Reaksi di anode : Ca2+ + 2e- Ca E0sel = -2,84 volt
Maka nilai potensial sel dapat dihitung dengan cara :
Zn2+ + 2e- Zn E0sel = -0,76 volt
Ca Ca2+ + 2e- E0sel = +2,84 volt
Ca + Zn2+ Ca2+ + Zn E0sel = +2,08 volt
Reaksi redoks dikatakan spontan
jika potensial selnya bernilai positif.
Jenis sel elektrokimia yang
dapat menghasilkan energi listrik
yaitu sel volta. Pada gambar
disamping, peristiwa oksidasi
terjadi pada anode karena elektron
dilepas dari atom – atom Zn dan
masuk ke dalam larutan. Sedangkan
peristiwa reduksi, elektron dari Zn
mengalir melewati kabel menuju ke
elektrode Cu. Cara menuliskan
reaksi kimia dalam sel volta yaitu :
E0sel = E0sel katoda - E0sel anoda
Zn(s) | Zn2+
(aq) || Cu2+ | Cu

4. Jenis dan kegunaan dari sel volta
Sel volta dapat dibedakan menjadi tiga
jenis, yaitu sel volta primer, sel volta
sekunder, dan sel volta bahan bakar.
1. Sel volta primer merupakan sel volta
yang tidak dapat diperbarui (sekali
pakai).
Misalnya :
 Sel kering (baterai biasa)
 Baterai alkaline
 Baterai merkuri oksida
 Baterai perak oksida
 Baterai lithium.
2. Sel volta sekunder merupakan sel volta
yang dapat diperbarui (dapat digunakan
kembali dengan cara dicharge).
Misalnya :
 Akumulator (aki)
 Baterai Ni-Cd
 Baterai Ni-Logam hidrida
 Baterai ion lithium
3. Sel volta bahan bakar (fuel cell)
merupakan sel volta yang tidak dapat
diperbarui tetapi juga tidak habis,
elektrodanya berupa gas – gas yang
ditambahkan terus – menerus salama sel
itu bekerja.
Misalnya : sel campuran hidrogen dan
oksigen yang digunakan sebagai bahan
bakar pesawat luar angkasa.

5. Cara Kerja Sel kering dan Baterai Alkaline
Seng berfungsi sebagai anode, grafit yang
merupakan elektroda inert digunakan sebagai
katode, grafit dicelupkan ditengah – tengah pasta
yang berfungsi sebagai oksidator.
Gambar bagian – bagian sel kering
Baterai alkaline lebih tahan lama daripada sel kering, cara
kerjanya hampir sama. Hanya saja baterai alkaline
menggunakan KOH yang bersifat basa sebagai pengganti
NH4Cl dalam pasta.
Gambar baterai alkaline
Cara Kerja Baterai Oksida dan Baterai Merkuri Oksida
Zn berfungsi seagai anode, Ag2O sebagai katode. Sedangkan pasta KOH
sebagai elektrolit.
Baterai perak oksida Baterai merkuri oksida
Cara Kerja Baterai Aki (Accu)
Sel akitersusun atas pasangan – pasangan keping Pb sebagai anoda, dan
keping PbO2 (timbal oksida)sebagai katode dngan voltase sebesar 2volt. Keping –
keping tersebut disusun secara seri berpasangan biasanya 3 hingga 6 pasang.

6. Cara Kerja Baterai Ion Lithium
Baterai Ion Lithium tersusun atas logam
Li dalam grafif (LixC6) sebagai anode, logam
lithium oksida sebagi katode dan larutan
elektrolit LiPF6 dalam pelarut organik.
Cara Kerja Sel Bahan Bakar
Sel bahan bakar tersusun atas campuran
hidrogen dan oksigen. 2 elektrode berbahan karbon
berpori (membran) yang mengandung katalis logam,
dan larutan basa KOH yang berada diantara dua
katode.
Oleh : Laila Nihayatul Khusna (15630004)