REDOKS DAN SEL ELEKTROKIMIA

PENYETARAN REAKSI REDOKS Dalam menyetarakan reaksi redoks JUMLAH ATOM dan MUATAN harus sama harus sama

Metode ½ Reaksi Langkah-langkah: 1.Tuliskan ½ reaksi reduksi / ½ reaksi oksidasi 2.Samakan jumlah atom-atom yang berubah biloksnya. 3.Samakan Jumlah O dan H dengan cara: a. Suasana Asam * Samakan O dengan menambahkan H 2 O * Samakan jumlah H dengan Menambah H + b. Suasana Basa * Samakan O dengan menambah OH - sebanyak 2 x kekurangannya. * Samakan H dengan menambahkan H 2 O 4. Samakan muatnnya dengan menambahkan elektron ( e - )

Setarakan reaksi : MnO Fe 2+ Mn 2+ + Fe ½ Red, MnO 4 - Mn 2+ ½ Oks, Fe 2+ Fe +3 MnO Fe 2+ Mn Fe 3+ ½ Red, MnO H e - Mn H 2 O ½ Oks, 5 Fe 2+ 5 Fe e - x1 x5 + 4 H 2 O+ 8 H e - + e + 8 H H 2 O

Setarakan reaksi : MnO Fe 2+ MnO 2 + Fe ½ Red, MnO 4 - MnO 2 ½ Oks, Fe 2+ Fe +3 MnO Fe H 2 OMnO Fe OH - ½ Red, MnO H 2 O + 3 e - MnO OH - ½ Oks, 3 Fe 2+ 3 Fe e - x1 x3 + 4 OH H 2 O+ 3 e - + e

Metode Bilangan Oksidasi 1.Tentukan reaksi ½ Reaksi redusi dan ½ Reaksi oksidasi’ 2.Samakan atom-atom yang berubah biloksnya. 3.Tentukan perubahan biloksnya.(dikalikan dengan jumlah atomnya) 4.Gunakan perubahan biloksnya sebagai koefisien dengan cara menyilangkan. 5.Setarakan muatanya, dalam suasana basa dengan OH -, dalam asam dengan H + (sekaligus menyamakan H dan O )

Setarakan reaksi : MnO Fe 2+ Mn 2+ + Fe Biloks naik 1 Biloks turun 5 MnO Fe H + Mn Fe H 2 O

SEL ELEKTROKIMIA SEL VOLTA / GALVANI SEL ELEKTROLISA MENGHASILKAN LISTRIK MEMERLUKAN LISTRIK

Sel Galvani 19.2 Reaksi redoks spontan anoda oksidasi katoda reduksi

PENULISAN PREAKSI PADA SEL VOLTA Ada 3 cara penulisan 1.Reaksi elektroda : menggambarkan reaksi pada masing-masing elektroda Katoda : Cu eCu Anoda : Zn Zn e 2.Reaksi Sel: Merupakan penjumlahan dari reaksi elektroda. Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu 3.Notasi Sel: Menggambarkan perubahan pada ion-ionnya. Zn / Zn 2+ // Cu 2+ / Cu

Standard Reduction Potentials Standard reduction potential (E 0 ) adalah potensial yang berkaitan dengan reaksi reduksi pada elektroda bila semua zat terlarut berkonsentrasi 1 M dan semua gas pada 1 atm. E 0 = 0 V Standard hydrogen electrode (SHE) 2e - + 2H + (1 M) H 2 (1 atm) Reduction Reaction

Potensial Reduksi Standar logam Zn 19.3 Zn (s) | Zn 2+ (1 M) || H + (1 M) | H 2 (1 atm) | Pt (s) 2e - + 2H + (1 M) H 2 (1 atm) Zn (s) Zn 2+ (1 M) + 2e - Anode (oxidation): Cathode (reduction): Zn (s) + 2H + (1 M) Zn 2+ + H 2 (1 atm)

19.3 E 0 = 0.76 V cell Standard emf (E 0 ) cell 0.76 V = 0 - E Zn /Zn 0 2+ E Zn /Zn = V 0 2+ Zn 2+ (1 M) + 2e - Zn E 0 = V E 0 = E H /H - E Zn /Zn cell Standard Reduction Potentials E 0 = E cathode - E anode cell 00 Zn (s) | Zn 2+ (1 M) || H + (1 M) | H 2 (1 atm) | Pt (s)

Standard Reduction Potentials Cu Pt (s) | H 2 (1 atm) | H + (1 M) || Cu 2+ (1 M) | Cu (s) 2e - + Cu 2+ (1 M) Cu (s) H 2 (1 atm) 2H + (1 M) + 2e - Anode (oxidation): Cathode (reduction): H 2 (1 atm) + Cu 2+ (1 M) Cu (s) + 2H + (1 M) E o = E cathode - E anode cell 00 E 0 = 0.34 V cell E cell = E Cu /Cu – E H /H = E Cu /Cu E Cu /Cu = V 2+ o

Sel Galvani 19.2 Perbedaan potensial listrik antara katoda dan anoda disebut: cell voltage (potensial sel) electromotive force (emf) (gaya gerak listrik cell potential (potensial sel) Notasi Sel Zn (s) + Cu 2+ (aq) Cu (s) + Zn 2+ (aq) [Cu 2+ ] = 1 M & [Zn 2+ ] = 1 M Zn (s) | Zn 2+ (1 M) || Cu 2+ (1 M) | Cu (s) anodakatoda

Berapa E  sel yang tersusun atas elektroda Cd dalam 1,0 M Cd(NO 3 ) 2 dan elektroda Cr dalam 1,0 M Cr(NO 3 ) 3 ? (Data E o lihat tabel Hal. 57.) Cd 2+ (aq) + 2e - Cd (s) E 0 = V Cr 3+ (aq) + 3e - Cr (s) E 0 = V Cd is the stronger oxidizer Cd will oxidize Cr 2e - + Cd 2+ (1 M) Cd (s) Cr (s) Cr 3+ (1 M) + 3e - Anode (oxidation): Cathode (reduction): 2Cr (s) + 3Cd 2+ (1 M) 3Cd (s) + 2Cr 3+ (1 M) x 2 x 3 E 0 = E cathode - E anode cell 00 E 0 = – (-0.74) cell E 0 = 0.34 V cell 19.3

PERSMAAN NERNST Untuk kondisi larutan yang tidak standar (konsentrasi tidak 1 M ) maka Potensial sel ditentukan dengan persamaan Nernst. E sel = E o sel - log K 0,0592 n E O sel pada keadaan standar (dicari dulu) n = Jumlah elektron yang terlibat dalam reaksi K = Tetapan kesetimbangan

Soal No. 29 hal 60 Soal No. 29 hal 60 E sel = E o sel - log K Jawab: 0,0592 n E o sel = E o Cu - E o Zn = +0,34 – (-0,76) = + 1,10 Volt Zn Zn e Cu e Cu n=2 E sel = + 1,10 - log 0, M 2 M = +1,109 volt

Soal No. 30 hal 60 Soal No. 30 hal 60 E sel = E o sel - log Jawab: 0,0592 n E o sel = E o Ag - E o Mg = +0,8 – (-2,37) = + 3,17 Volt Mg Mg e n=2 E sel = + 3,17 - log 0, ,01 1 = + 3,2292 volt Mg +2 Ag + 2Ag + + 2e 2Ag

REAKSI AKAN BERLANGSUNG SPONTAN JIKA MEMILIKI HARGA E O SEL ( + ) REAKSI TIDAK AKAN BERLANGSUNG JIKA MEMILIKI HARGA E O SEL ( - )

Kespontanan reaksi Redoks  G = -nFE cell  G 0 = -nFE cell 0 n = jumlah elektron yang diserah terimakan F = 96,500 J V mol = 96,500 C/mol  G 0 = -RT ln K = -nFE cell 0 E cell 0 = RT nF ln K (8.314 J/K mol)(298 K) n (96,500 J/V mol) ln K = = V n ln K E cell 0 = V n log K E cell 0

SEL KOMERSIAL Batteries Leclanché cell Dry cell Zn (s) Zn 2+ (aq) + 2e - Anode: Cathode: 2NH 4 (aq) + 2MnO 2 (s) + 2e - Mn 2 O 3 (s) + 2NH 3 (aq) + H 2 O (l) + Zn (s) + 2NH 4 (aq) + 2MnO 2 (s) Zn 2+ (aq) + 2NH 3 (aq) + H 2 O (l) + Mn 2 O 3 (s)

Batteries Zn(Hg) + 2OH - (aq) ZnO (s) + H 2 O (l) + 2e - Anode: Cathode: HgO (s) + H 2 O (l) + 2e - Hg (l) + 2OH - (aq) Zn(Hg) + HgO (s) ZnO (s) + Hg (l) Mercury Battery

Batteries Solid State Lithium Battery

Batteries Anode: Cathode: Lead storage battery PbO 2 (s) + 4H + (aq) + SO 2- (aq) + 2e - PbSO 4 (s) + 2H 2 O (l) 4 Pb (s) + SO 2- (aq) PbSO 4 (s) + 2e - 4 Pb (s) + PbO 2 (s) + 4H + (aq) + 2SO 2- (aq) 2PbSO 4 (s) + 2H 2 O (l) 4

Batteries A fuel cell is an electrochemical cell that requires a continuous supply of reactants to keep functioning Anode: Cathode: O 2 (g) + 2H 2 O (l) + 4e - 4OH - (aq) 2H 2 (g) + 4OH - (aq) 4H 2 O (l) + 4e - 2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O (l)

Sekian dan terimakasih