REDOKS DAN ELEKTROKIMIA

1. Reaksi Redoks dan Elektrokimia
BAB 2

2. A. Penyetaraan Reaksi Redoks
Reaksi redoks merupakan reaksi yang melibatkan perubahan bilangan oksidasi.
Reaksi reduksi adalah reaksi di mana terjadi pengurangan bilangan oksidasi.
Reaksi oksidasi adalah reaksi di mana terjadi penambahan bilangan oksidasi.
1. Metode Bilangan Oksidasi
Langkah-langkah menyetarakan reaksi redoks dengan metode bilangan oksidasi
adalah sebagai berikut.
a. Menyetarakan jumlah atom yang bilangan oksidasinya berubah dengan
cara menambahkan koefisien pada persamaan reaksi.
b. Menentukan bilangan oksidasi unsur-unsur yang terlibat dalam reaksi
redoks serta perubahannya.
c. Menyetarakan perubahan jumlah bilangan oksidasi di kedua ruas dalam
reaksi redoks.
d. Menyetarakan jumlah muatan dengan menambahkan H+ atau OH
secukupnya.
e. Terakhir, menyetarakan jumlah atom H, dengan menambahkan H2O
secukupnya.

3. 2. Metode Setengah Reaksi (Ion-Elektron)
Langkah-langkah untuk menyetarakan reaksi redoks dengan
metode ion-elektron adalah sebagai berikut.
a. Menuliskan persamaan setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi
oksidasi.
b. Menyetarakan unsur yang mengalami perubahan bilangan oksidasi.
c. Menambahkan molekul H2O pada:
1) ruas yang kekurangan atom O (jika dalam suasana asam),
2) ruas yang kelebihan atom O (jika dalam suasana basa).
d. Menyetarakan atom H dengan ion H+ pada suasana asam atau dengan
ion OH- jika dalam suasana basa.
e. Menyetarakan muatan pada kedua ruas dengan menambah elektron.
f. Menjumlahkan kedua persamaan setengah reaksi tersebut.

4. Kespontanan reaksi redoks
dapat ditandai dengan
dihasilkannya endapan, terjadi
gelembung gas, perubahan
warna, dan perubahan suhu.
B. Elektrokimia dengan Reaksi Redoks Berlangsung secara
Spontan
2. Sel Volta atau Sel Galvani
Sel volta adalah salah satu sel elektrokimia yang di
dalamnya terjadi perubahan energi kimia menjadi
energi listrik.

5. Pada gelas pertama, pada katode terjadi reaksi reduksi, Cu2+ + 2e
g Cu, sedangkan pada anode terjadi reaksi oksidasi, Zn g Zn2+ +
2e. Anode (Zn) dicelupkan dalam larutan yang mengandung Zn2+.
Logam Zn dari anode akan larut sambil melepaskan elektron.
Elektron dibebaskan menuju tembaga melalui penghantar.
Elektron ini kemudian akan ditangkap ion Cu2+ dan mengendap.
Akibat adanya aliran elektron inilah, maka terjadi aliran listrik.
a. Susunan dan
Fungsi Tiap Bagian
Sel Volta

6. Potensial sel juga sering disebut gaya gerak listrik (ggl; emf =
electromotive force).
Potensial elektrode (E) adalah selisih potensial yang dihasilkan
di antara elektrode dan larutannya dalam setengah sel. Apabila
pengukuran dilakukan pada suhu 25°C dengan konsentrasi ion 1
M dan tekanan 1 atm, disebut potensial elektrode standar (E°).
Elektrode hidrogen terdiri atas larutan asam yang dialiri gas
hidrogen melalui logam inert, yaitu pelatina. Pada permukaan
pelatina terdapat kesetimbangan sebagai berikut.
2H+ + 2e gH2. E° = 0 volt.

7. Harga potensial elektrode standar (E°) beberapa logam

8. Kita dapat memperkirakan suatu reaksi redoks itu dapat
berlangsung atau tidak dengan cara sebagai berikut.
1. Melihat Esel reaksi redoks Jika Esel reaksi redoks itu
positif, maka reaksi dapat berlangsung, tetapi jika Esel
reaksi redoks itu negatif, maka reaksi tidak dapat
berlangsung.
2. Melihat besar kecilnya E° Jika zat yang mengalami
reaksi reduksi mempunyai E° lebih besar, maka reaksi
itu berlangsung spontan. Akan tetapi, jika zat yang
mengalami reaksi reduksi mempunyai E° lebih kecil,
maka reaksi tidak berlangsung.
3. Cara pendesakan deret Volta Deret Volta adalah urutan
unsur-unsur berdasarkan harga E°-nya, mulai dari yang
paling kecil ke yang paling besar.

9. c. Sel Volta pada Industri
Beberapa alat yang telah dibuat dan digunakan sesuai dengan
prinsip kerja sel volta.
1) Sel Kering atau Sel Lechlance
Sel ini terdiri atas silinder seng yang berisi pasta campuran MnO2,
salmiak (NH4Cl), dan serbuk karbon. Grafit yang dicelupkan di tengah-
tengah berfungsi sebagai katode, sedangkan seng berfungsi sebagai
anode, serta pastanya berfungsi sebagai oksidator
2) Aki (Accu)
Sel aki merupakan sel sekunder karena dapat diisi ulang. Aki terdiri
atas 6 sel yang disusun seri. Tiap sel aki mempunyai beda potensial 2
volt sehingga aki menghasilkan potensial sebesar 12 volt. Karena
besarnya potensial listrik yang dihasilkan itulah, aki merupakan sel
volta yang menjadi pilihan untuk sumber listrik bagi kendaraan
bermotor.

10. 3. Korosi
Korosi adalah reaksi kimia dan elektrokimia antara logam
dengan lingkungan sekitarnya. Korosi dalam bahasa sehari-
hari disebut perkaratan. Perkaratan yang sering kali kita
temui adalah perkaratan pada besi.
Faktor-Faktor Penyebab Korosi
1) kelembapan udara dan air,
2) tingkat keasaman,
3) kontak dengan elektrolit,
4) danya pengotor atau kontak dengan logam lain yang
kurang aktif,
5) kasar atau halusnya permukaan logam.

11. C. Elektrokimia dengan Reaksi Redoks Berlangsung secara Tidak Spontan
Reaksi redoks yang membutuhkan sejumlah energi agar reaksi itu dapat
berlangsung disebut reaksi redoks tidak spontan.
1. Elektrolisis
Pada elektrolisis, arus
listrik digunakan untuk
memacu berlangsungnya
reaksi redoks yang tidak
spontan. Dengan kata lain,
energi listrik diubah
menjadi energi kimia.
Sel elektrolisis.

12. b. Reaksi pada Katode dan Anode
Sel eletrolisis mempunyai beberapa komponen utama,
yaitu wadah, elektrode, elektrolit, dan sumber arus searah.
Dalam sel ini, pemakaian jenis elektrode dan elektrolit
sangat memengaruhi jenis produk yang dihasilkan.
2. Hukum Faraday
I. Jumlah zat yang dihasilkan pada elektrode
berbanding lurus dengan jumlah arus listrik yang
melalui elektrolisis.
II. Jika arus listrik yang sama dilewatkan pada
beberapa sel elektrolisis, maka berat zat yang
dihasilkan masing-masing sel berbanding lurus
dengan berat ekuivalen zat itu.

13. 3. Penggunaan Elektrolisis dalam Industri
a. Pemurnian Logam
Logam yang ada di alam sebagian besar masih bercampur dengan logam lain.
Untuk mendapatkan logam yang diinginkan, tentu saja zat lain yang
bercampur dengan logam itu harus dihilangkan. Apabila campuran zat lain itu
sudah hilang, maka fungsi logam yang kita kehendaki akan optimal dalam
penggunaannya.
b. Penyepuhan Logam
Untuk mencegah logam supaya tidak mudah berkarat atau untuk
memperindah warna logam, suatu logam dapat dilapisi dengan logam yang
lain. Proses pelapisan logam oleh logam lain ini dikenal dengan nama
penyepuhan logam.
c. Produksi Gas
Metode elektrolisis dipakai oleh industri untuk membuat gas klorin, oksigen,
dan hidrogen dalam jumlah yang besar. Untuk memproduksi gas oksigen (O2)
biasanya digunakan larutan yang mengandung anion SO4
2-, NO3, dan CO3 2-