Mochamad Zakki Fahmi Lecturer of Chemistry Dept. Airlangga University

Presentasi berjudul: "Mochamad Zakki Fahmi Lecturer of Chemistry Dept. Airlangga University"— Transcript presentasi:

1 Mochamad Zakki Fahmi Lecturer of Chemistry Dept. Airlangga University
ELEKTROKIMIA Mochamad Zakki Fahmi Lecturer of Chemistry Dept. Airlangga University

2 ELEKTROKIMIA VOLTA/GALVANI ELEKTROLISIS
E Kimia → E Listrik E Listrik → E Kimia Katoda (+) Anoda (-) Katoda (-) Anoda (+) M+ M - - Karena potensial kimia ion logam pada elektroda lebih tinggi dari pada potensial kimia ion logam dalam larutan Karena potensial kimia ion logam pada elektroda dipaksa lebih rendah dari pada potensial kimia ion logam dalam larutan - M+ - M+ -

3 Potensial Sel (Esel) Energi listrik ini berbanding lurus dengan beda potensial antara kedua elektroda (voltase) atau disebut juga potensial sel (Esel) atau gaya electromotive (emf) Untuk proses spontan Esel > 0, semakin positif Esel semakin banyak kerja yang bisa dilakukan oleh sel Satuan yang digunakan 1 V = 1 J/C Potensial sel sangat dipengaruhi oleh suhu dan konsentrasi, oleh karena itu potensial sel standar diukur pada keadaan standar (298 K, 1 atm untuk gas, 1 M untuk larutan dan padatan murni untuk solid)

4 Sel Volta E°red= V E°red= 0.34 V

5 Sel Volta Ecell = E°cell - (0.0591/n)log([Zn2+ (aq]/[Cu2+ (aq])
KONVESI (Notasi Sel) Zn(S) | Zn2+ (aq) | | Cu2+ (aq)| Cu(S) oksidasi reduksi E°sel = E°reduksi – E°oksidasi = 0.34 – (- 0.76) = 1.1 V Ecell = E°cell - (0.0591/n)log([Zn2+ (aq]/[Cu2+ (aq])

6 Standart

7 Potensial Sel Standar dan Konstanta Kesetimbangan

8 Pertanyaan Diketahui : 2Al + 3Zn2+ 3Zn + 2 Al3+ E°Zn2+/Zn = -0.76 V
E°Al3+/Al = V Ternyata memberikann harga Esel = 0.836V dan [Al3+] = 0.01M. Tentukan perbandingan [Zn2+]/[Al3+] !

9 Elektroda Hidrogen Standar
Ilmuwan telah menyepakati untuk memilih setengah reaksi rujukan dengan nilai 0 untuk reaksi: 2H+(aq, 1 M) + 2e  H2(g, 1 atm) Eorujukan = 0 H2(g, 1 atm)  2H+(aq, 1 M) + 2e –Eorujukan = 0 Dengan nilai rujukan ini kita bisa menyusun sel volta yang menggunakan elektroda hidrogen standar sebagai salah satu elektrodanya dan mengukur potensial sel dengan alat ukur, kemudian kita dapat menentukan potensial elektroda standar banyak zat secara luas

10 Elektroda Hidrogen Standar
Ag+(aq) + e-  Ag(s) Kita dapat menguklur Ecell relatif terhadap SHE (cathode): E cell = E+(cathode) - E-(anode) 0.799 V = E+(cathode) - 0 Karena itu, Ered(cathode) = V. Potensial standar harus ditulis dalam bentuk reaksi oksidasi: Ag+(aq) + e-  Ag(s), Ered = V Karena Ered = V kita dapat menyimpulkan bahwa reduksi Ag+ dengan SHE adalah reaksi spontan. Pt(s) | H2(g) | H+(a) || Ag+(a) | Ag(s) |_______________| SHE H+(aq) + e- H2(g)E0=0V

11 ½ H2(g) + H+(std) → H+(aq) + ½ H2(g)
Pengukuran pH Elektroda Hidrogen Merupakan salah satu aplikasi penting dalam elektrokimia Potensial elektroda tergantung pada pH larutan Anoda : ½ H2(g) → H+(aq)+ e Katoda : H+(std) + e → ½ H2(g) H+ Sampel Standart ½ H2(g) + H+(std) → H+(aq) + ½ H2(g) Esel = pH

12 Ag,AgCl | HCl (1 M) |gelas | lart. | | elektroda kalomel
Elektroda Kaca Elektroda ini digunakan sebagai penganti elektroda hidrogen yang kurang praktis Elektroda ini terdiri atas kaca yang didalamnya mengandung 0.1 M HCl dan didalamnya terdapat elektroda Ag/AgCl Elektroda ini akan dicelupkan pada larutan yang akan diukur pHnya. Jika dihubungkan denegan elektroda kalomel akan diperoleh notasi Ag,AgCl | HCl (1 M) |gelas | lart. | | elektroda kalomel E glas = (0.0591/n)pH

13

14 JENIS ELEKTRODA ACUAN 1. Elektroda Calomel
Notasi : Hg│Hg2Cl2 (jenuh), KCl (xM)║ Konsentrasi KCl jenuh lebih mudah dibuat dan lebih sering digunakan, tetapi mudah terpengaruh oleh suhu. Nilai potensial elektroda kalomel = 0.242V Reaksi yang terjadi pada elektroda Calomel: Hg2Cl2(s) +2e ↔ 2 Hg(l) + 2Cl-(aq)

15 JENIS ELEKTRODA ACUAN 2. Elektroda Ag/AgCl Notasi : Ag│AgCl (jenuh), KCl(jenuh)║ Reaksi Redoks: Ag+ + e ↔ Ag AgCl + e ↔ Ag + Cl- Logam perak sebagai elektroda yang dicelup dalam KCl jenuh dan pasta AgCl. Potensialnya pada 25oC adalah 0,199 V.

16 Pertanyaan Suatu elektroda H2 dengan p(H2) = 1 atm dihubungkan dengan elektroda kalomel standart. Jika GGL sel 0.8V, hitung pH larutan!

17 Anoda : H2(g) → 2H+(aq)+ 2e E°= 0.0V
Katoda : Hg2Cl2(s) + 2e → 2Hg(l) +2 Cl E°= 0.242V

18 Elektrolisis of hair removal…

19 Is NOT our topic today!

20 Elektrolisis Merupakan proses kimia yang memisahkan senyawa dengan arus listrik Merupakan proses tidak spontan Mengunakan sumber listrik eksternal yang berperan sebagai pompa elektron dari anoda ke katoda

21 Sumber Arus Anoda Katoda + - + - Penghalang

22 Aturan Hasil Elektrolisis
Katoda (-) Anoda (+)

23 Hasil Elektrolisis Dikatoda
Tergantung pada jenis ion yang datang : Ion logam alkali (IA), Alkali Tanah(IIA) dan Al yang direduksi adalah pelarutnya Ion logam transisi (gol B), yang terreduksi adalah larutannya Bila ion H+ dari asam Bila bentuk leburan /lelehan semua kation direduksi

24 Hasil Elektrolisis Dianoda
Tergantung pada jenis anionnya Tergantung pada jenis bahan/material/elektroda Anion oksi (NO3-, SO42-, dll) tidak teroksidasi,tetapi air yang teroksidasi Anoda 2. Anion Non-oksi (halida) akan teroksidasi

25 Elektroda pada Elektrolisis
Non-inert Elektroda Zn, Cu, Al, Ni dll -Yang teroksidasi bahan elektrodanya Elektroda Inert Elektroda C, Pt dan Au -Yang teroksidasi bahan elektrodanya

26 Pertanyaan Bandingkan elektrolisis larutan NaCl encer :
Dengan elektroda C Dengan elektroda Al

27 Hukum Farady Hukum farady memberikan informasi tentang seberapa banyak MOL material/logam yang teroksidasi /terreduksi oleh ARUS yang melalui elektroda Mol Arus Berat Materi Elektron

28 Aspek Kuantitatif Elektrolisis
Analisa kuantitatif didasarkan pada besarnya arus yang digunakan utk. Mengukur material

29 [mol x Valensi]Logam = [mol x Valensi]elektron x Efisiensi arus
Mendekati 100%

30 Hukum Farady Pertanyaaan
Elektrolisis larutan encer ZnSO4 (100mL) dg. Arus 10A selama selama 965 s dengan efisiensi arus (η) = 80% (ar Zn = 65 dan elektrodea C), tentukan: Jumlah atom Zn yang diendapkan Volume gas yang diendapkan pada STP pH larutan di daerah Anoda

31 Aplikasi ELEKTROLISIS AIR Anode :2 H2O(l)  O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e–
Cathode: 4 H2O(l) + 4 e–  2 H2(g) + 4 OH–(aq)

32 Aplikasi ELEKTROLISIS AIR
Model elektrolisis airdengan membran untuk menghasilkan gas yang lebih murni

33 Aplikasi ELEKTROLISIS LELEHAN NaCl

34 Aplikasi ELEKTROLISIS LELEHAN NaCl

35 Larutan yang mengandung ion Cu
05/04/2017 Aplikasi Pemurnian Logam ++++ ---- Tembaga kotor Tembaga murni Cu2+ Larutan yang mengandung ion Cu Pada Anode: Cu(s) Cu2+(aq) + 2e- Pada Kathode: Cu2+(aq) + 2e Cu(s)

36 Aplikasi Elektroplating

37