Ringkasan Materi Redoks dan Elektrokimia
A. Perkembangan Konsep Reaksi Redoks
Konsep | Oksidasi | Reduksi |
| Peristiwa bereaksinya suatu zat dengan oksigen. 4Na + O2 2Na2O | Peristiwa pelepasan oksigen dari suatu zat. FeO + H2 Fe + H2O |
| Peristiwa pelepasan elektron oleh suatu zat. Na Na+ + e | Peristiwa penerimaan elektron oleh suatu zat. F + e F– |
| Peristiwa kenaikan biloks | Peristiwa penurunan biloks |
Zn + HCl => ZnCl2 + H2 0 +1 +2 0 |__________| Oks |____________| Reduksi | ||
B. Penyetaraan Reaksi Redoks
Metode Perubahan Bilangan Oksidasi
Setarakan atom-atom yang mengalami perubahan biloks
Tentukan biloks unsur-unsur tersebut dan tentukan perubahannya
Samakan kedua perubahan biloks
Tentukan jumlah muatan diruas kiri dan kanan
Samakan muatan dengan cara :
Jika muatan diruas kiri lebih negatif maka ditambahkan ion H+ sebanyak perbedaan muatan
Jika muatan diruas kanan lebih positif maka ditambahkan ion– sebanyak perbedaan muatan
Samakan atom hidrogen diruas kiri dan kanan dengan cara menambahkan H2O
Metode Setengah Reaksi
Tuliskan persamaan setengah reaksi reduksi dan setengah reaksi oksidasi
Setarakan unsur-unsur yang mengalami perubahan biloks
Tambahkan satu molekul H2O :
pada yang kelebihan atom O, jika reaksi berlangsung dalam suasana basa
- pada yang kekurangan atom O, jika reaksi berlangsung dalam suasana asam
Setarakan atom hidrogen dengan ion H+, jika suasana asam atau dengan ion OH – , jika suasana basa
Setarakan muatan dengan penambahan elektron
Jumlahkan kedua persamaan setengah reaksi dengan menyamakan elektron
Beberapa Oksidator dan Perubahannya
No. | Oksidator | Rumus | Perubahan (½ reaksi Reduksi) |
1. | Batu Kawi | MnO2 | MnO2 => Mn2+ |
2. | Kalium Permanganat | KMnO4 | M |
3. | Kalium bikromat | K2Cr2O7 | Cr2O72+ => Cr3+ |
4. | Kalium klorat | KClO3 | ClO3– => Cl– |
5. | Asam Yodat | HIO3 | IO3– => I– |
6. | Hidrogen peroksida | H2O2 | H |
7. | Asam Sulfat pekat | H2SO4 | SO4-2 => SO2 |
8. | Asam Nitrat pekat | HNO3 | NO3– => NO2 |
9. | Asam Nitrat encer | HNO3 | NO3– => NO |
10. | Ion Hidrogen | H+ | H+ => H2 |
11. | Halogen | X2 | X2 => X– |
12. | Ozon | O3 | O3 => O2 |
Pada reaksi IODOMETRI : I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6
C. Sel Elektrokimia
Sel elektrokimia adalah tempat terjadinya aliran elektron yang ditimbulkan oleh konversi energi kimia menjadi energi listrik atau sebaliknya. Hal ini dimungkinkan dengan pemisahan reaksi oksidasi dan reaksi reduksi (reaksi redoks).
Terdapat dua macam sel elektrokimia, yaitu sel Volta (sel Galvani ) dan sel elektrolisis:
Sel volta adalah sel elektrokimia yang melibatkan reaksi redoks spontan dan menghasilkan arus listrik.
Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang melibatkan reaksi redoks tidak spontan dan memerlukan arus lisrik luar.
- Persamaan sel volta dengan sel elktrolisis:
- Reaksi oksidasi berlangsung di anode dan reaksi reduksi berlangsung di katode
- Pada rangkaian luar, elekron mengalir melalui kawat dari anode ke katode.
Elektrolit merupakan zat yang menghantarkan listrik di dalam sel. Arus listrik dibawa oleh anion ke anode dan oleh kation ke katode.
- Perbedaan sel volta dengan sel elektrolisis:
Sel Volta
Sel Elektrolisis
Melibatkan reaksi redoks spontan.
Elektron mengalir dari elektrode negatif (anode).
Mengubah energi kimia menjadi energi listrik.
Terdiri dari dua setengah sel dengan elektrolit terpisah.
- Katode bermuatan positif (reduksi).
- Anode bermuatan negatif (oksidasi)
Melibatkan reaksi redoks tidak spontan.
Elektron mengalir dari elektrode positif (anode).
Mengubah energi listrik menjadi energi kimia.
Elektrode-elektrode dicelupkan dalam elektrolit yag sama.
- Katode bermuatan negatif (reduksi).
- Anode bermuatan positif (oksidasi)
D. Sel Volta/Galvani
Potensial elektrode standar (Eo), adalah potensial elektrode (potensial reduksi) yang diukur pada suhu 25oC dan tekanan parsial 1 atm, dimana konsentrasi ion-ion yang terlibat dalam reaksi adalah 1 M.
Potensial elektrode standar dapat digunakan untuk memperkirakan apakah suatu reaksi redoks berlangsung secara spontan atau tidak .
Potensial sel adalah kemampuan maksimum sel untuk mendorng elektron mengalir melalui rangkaian luar.
Sel volta digolongkan menjadi sel primer, sel sekunder dan bahan bakar.
Reaksi kimia yang menghasilkan energi listrik
- Katode : kutub (+)
Anode : kutub (–) Potensial listrik yang dihasilkan sel Volta disebut potensial sel (Eosel ). Reaksi berlangsung spontan bila besarnya Eosel = positif (+).
Eosel = Eo reduksi – Eo oksidasi
Gambar Sel Volta :

Katode : – logam Cu Anode : – logam Zn
- elektrode (+) – elektrode (–)
- mengalami reduksi – oksidasi
Reaksi redoksnya dapat ditulis :
Anoda (–) : Zn → Zn2+ + 2e Eo = 0,76 v
Katode (+) : Cu2+ + 2e → Cu Eo = 0,34 v
————————————————-
Redoks : Zn + Cu2= → Zn2+ + Cu Eo sel = 1,1 v
Deret Volta :
Li–K–Ba–Ca–Na–Mg–Al–Mn–(H2O)–Zn–Cr–Fe–Cd–Ni–Co–Sn–Pb–H–Cu–Hg–Ag–Pt–Au
Makin ke kiri : Eo kecil, mudah dioksidasi, reduktor kuat, logam makin reaktif
Makin ke kanan : Eo besar, mudah direduksi, oksidator kuat, logam kurang reaktif
Beberapa Sel Volta Komersial :
AKI
Sel aki terdiri atas anode Pb dan katode PbO2, keduanya merupakan zat padat, yang dicelupkan dalam larutan asam sulfat.
Reaksi pengosongan aki :
Anode : Pb + HSO4 – → PbSO4 + H+ + 2e
Katode : PbO2 + HSO4 – + 3H+ + 3e → PbSO4 + 2H2O
—————————————————————–
Pb + PbO2 + 2HSO4 – + 2H+ → 2PbSO4 + 2H2O
Reaksi pengisian aki :
Katode (Pb) : PbSO4 + H+ + 2e → Pb + HSO4 –
Anode (PbO2) : PbSO4 + 2H2O → PbO2 + HSO4 – + 3H+ + 2e
————————————————————————
2PbSO4 + 2H2O → Pb + PbO2 + 2HSO4 – + 2H+
BATERAI KERING (SEL LECLANCHE)
Terdiri atas suatu silinder seng (anode) yang berisi pasta dari campuran batu kawi (MnO2), salmiak (NH4Cl), grafit (katode), dan sedikit air.
Reaksi :
Anode : Zn → Zn2+ + 2e
Katode : 2MnO2 + 2NH4+ + 2e → Mn2O3 + 2NH3 + H2O
————————————————————————-
Zn + 2NH4+ + 2MnO2 → Zn2+ + Mn2O3 + 2NH3 + H2O
BATERAI NIKEL-KADMIUM
Reaksi sel :
Anode : Cd + 2OH – → Cd(OH)2 + 2e
Katode : NiO2 + 2H2O + 2e → Ni(OH)2 + 2OH –
——————————————————————–
Cd + NiO + 2H2O → Cd(OH)2 + Ni(OH)2
D. Sel Elektrolisis
Reaksi kimia yang memerlukan energi listrik
K
atode : kutub (–)
Anode : kutub (+)
Elektrolisis leburan / lelehan / cairan : unsur-unsur yang terlibat dalam reaksi adalah kation, anion dan elektrodenya.
- Elektrolisis larutan : unsur-unsur yang terlibat dalam reaksi adalah kation, anion, pelarut (air), dan elektrodenya.
- Skema reaksi-reaksi elektrolisis larutan :

- Logam aktif (golongan IA, IIA, Al dan Mn) kationnya akan tereduksi menjadi logamnya, bila yang dielektrolisis adalah lelehan/leburan/cairanya
Pada pelapisan/penyepuhan logam yang digunakan sebagai anode adalah logam pelapis
Susunan Sel Elektrolisis

- Hukum Hukum Faraday
Hukum Faraday I : W = eF = eit/96500 = eQ/96500
Hukum Faraday II : W1/e1 = W2/e2 , bila arus sama atau (mol)(jumlah elektron)1 = (mol)(jumlah elektron)2
- Penggunaan Elektrolisis
- Untuk memproduksi suatu zat
- Untuk pemurnian logam, dengan prinsip;
. logam kotor sebagai anode
. logam murni sebagai katode.
- Untuk penyepuhan (elektroplatting), dengan prinsip;
. Logam yang akan disepuh sebagai katode
. logam penyepuh sebagai anode
. elektrolit yaitu larutan yang mengandung ion logam penyepuh. massa logam penyepuh akan berkurang



1 comment