Rangkuman, Contoh Soal dan Pembahasan Sel Volta

Rangkuman, Contoh Soal dan Pembahasan Sel Volta Elektrokimia Kelas XII

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°

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

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

Jembatan Keledainya bisa sebagai berikut. 

1. Lilin Kecil Banyak Cahayanya

2. Nah Mang Ali Minum Air Zink Crom

3. Fermainan  Cd Coco BikiN Senang Pakbos Hari

4. Cerutu Hangus Agak Pahit Auuw :v (paling ga nyambung nih)

tapi kalo temen-temen uda punya singkatan sendiri ya bolehlha...

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

g. 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.

h. Perbedaan sel volta dan sel elktrolisis

Potensial Sel

Catatan pentingnya:

-          Anoda : E⁰ kecil

-          Katoda E⁰ besar

-          Notasi sel :

  Anoda / ion//ion/katoda

-          Aliran elektron : anoda (-)  ke katoda (+)

-          E⁰ sel         = E⁰ reduksi - E⁰ oksidasi

Pada sel volta reaksi akan berlangsung apabila E⁰ sel berharga positif

E⁰ sel    = E⁰ reduksi - E⁰ oksidasi

Contoh soal

Jika diketahui potensial reduksi sbb:

E⁰  Cu²⁺ / Cu   = +0,34 volt

E⁰  Zn²⁺ / Zn    = -0,76 volt

a.    Manakah yang menjadi katoda dan anoda

b.    Tuliskan reaksi selnya dan harga E⁰ sel dengan cara reaksi

c.    E⁰ sel dengan rumus

d.   Notasi sel

Jawab

A)   Karena E⁰ Cu > E⁰ Zn , maka Cu lebih mudah mengalami reaksi reduksi, sehingga Cu sebagai katoda dan Zn sebagai Anoda

B)   Reaksi Redoksnya

Oksidasi : Zn             →  Zn²⁺ + 2e                E⁰        = +0,76

Reduksi  : Cu²⁺  + 2 e          → CU                  E⁰        = +0,34

Reaksi sel        : Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu         E⁰ sel  =  + 1,10 volt

C)  Rumus

E⁰ sel     = E⁰ reduksi - E⁰ oksidasi

              = 0,34 – ( - 0,76) volt

              = 0,34 + 0,76

              = 1,10 volt

D)  Notasi sel

Zn/ Zn²⁺ // Cu^{2+ /} Cu

i . Korosi

Merupakan suatu reaksi oksidasi yang ditimbulkan akibat adanya gas oksigen dan air.

Proses pencegahan terjadinya korosi:
1. Pelapisan (dilapisi dengan logam yang lebih susah mengalami oksidasi atau yang memiliki E⁰ yang lebih besar/berada di sebelah kanan logam yang akan dilindungi dalam deret volta)

2. Proteksi Katodik (dihubungkan dengan logam yang lebih mudah teroksidasi yang memiliki E⁰ yang lebih kecil/berada di sebelah

kiri logam yang akan dicegah mengalami korosi)

3. Pengecatan (melindungi logam agar tidak bersentuhan dengan udara atau air
4.Aliasi (mencampurkan dengan logam lain sehingga memiliki sifat tahan karat)

<<LANJUTKAN MATERI >>

1. Penyetaraan Redoks Cara Setengah Reaksi

2. Penyetaraan Redoks Cara Bilangan Oksidasi

3. Rangkuman Sel Volta dan Korosi

4. Rangkuman Sel Elektrolisis

5. Penerapan Elektrolisis dalam Hukum Faraday