ELEKTROKIMIA

Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara perubahan (reaksi) kimia dengan kerja listrik, biasanya melibatkan sel elektrokimia yang menerapkan prinsip reaksi redoks dalam aplikasinya. 

Ada 2 jenis elektrokimia :

1. Sel Volta --> Sel yang melakukan kerja dengan melepaskan energi dari reaksi spontan.
2.  Sel Elektrolisi --> Sel yang melakukan kerja dengan menyerap energi dari sumber listrik untuk menggerakan reaksi non spontan.

Perbedaan antara sel volta dan elektrolisis

VOLTA	ELEKTROLISIS
Reaksi à Listrik	Listrik à Reaksi
Anoda negative (-)	Anoda positive (+)
Katoda positive (+)	Katoda negative (-)
Pemisah antara anoda dan katoda	Terjadi pada suatu wadah

Persamaan sel volta dan elektrolisis

Anoda --> Oksidasi

Katoda --> Reduksi

A. Sel Volta atau Sel Galvani

Sel volta dan Sel galvani ini ditemukan oleh Alessandro Guiseppe Volta (1800) dan Luigi Galvani (1780). Orang mengenal kata volta pada kimia biasanya dari deret volta pada pelajaran SMA awal. 

Deret Volta : Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

Zn sebagai kutub anoda akan melepaskan elektron  sehingga elektron berjalan melewati kabel ke kutub katoda, sehingga Cu sebagai elektroda akan tereduksi (Cu tereduksi karena Zn memiliki beda potensial yang lebih rendah dari Cu). Elektron dari Zn akan bereaksi dengan Cu^2+

Potensial Sel

potensial sel adalah besarnya tegangan listrik yang timbul pada saat suatu zat terodaksi atau tereduksi.

- Jadi, apabila 2 zat yang berbeda potensialnya kita rangkaikan, maka ada selisih potensial yang terjadi.

- Ilmuwan membuat elektrode standar --> elektroda hidrogen (s.h.e) yang dibuat dengan mengalirkan gas hidrogen ke dalam larutan 1 M H^+ dan dimana pengantarnya adalah platina yang dihubungkan dengan benang air raksa atau kawat tembaga.

Harga Potensial zat (yang kemudian menjadi dasar penyusun deret volta) berguna untuk :

1. Membandingkan sifat oksidator dan reduktor.
2. Memperkirakan reaksi antar logam dengan asam non oksidator. Logam yang dapat bereaksi jika memiliki harga E <  E [H].
3.  Menentukan apakah reaksi redoks dapat berlangsung spontan atau tidak. Rekasi redoks spontan à E sel positif.

Pengaruh Konsentrasi Larutan

Konsentrasi larutan berpengaruh pada besarnya tegangan sel volta. Contoh, sel konsentrasi (Sel Volta yang konsentraasi larutannya dibuat berbeda). Bila dalam sel volta, konsentrasi larutan tidak 1 M maka besar tegangan sel dapat dihitung dengan persamaan Nerst.

Contoh - contoh sel volta :

1. Sel kering (leclanche) 

2. Sel aki 

3. Baterai Nikad 

4. Sel bahan bakar 

5. Sel perak oksida dan merkuri

6. Baterai Alkaline

B. Sel Elektrolisis

Reaksi pada katoda (-)

*2H^+ + 2e^- --> H2

*L^n+ + ne^- --> L 

kecuali dengan logam IA, logam IIA, Al, Mn, dalam larutan, maka yang bereaksi adalah 2H2O + 2e- --> 2OH^- + H2

Reaksi pada Anoda (+) untuk Elektroda inert (Pt, Au, C)

*4OH- --> 2H2O + O2 + 4e^-

*2O^2- --> 02 + 4e^-
*2X^- --> X2 + 2e^-
*sisa asam oksi (Seperti SO4^2-, NO^3-, PO4^3-, dll) : 2H2O --> 4H^+ + O2 + 4e^-

Reaksi pada Anoda (+) untuk elektroda tidak inert

*L --> L^n+ + ne^-

Hukum Faraday 1

"Jumlah zat yang dihasilkan pada elektroda sebanding dengan muatan listrik Faraday yang dialirkan ke dalam larutna, dimana satu mol elektron membebaskan suatu mol ekivalen (e)."

G = e. F

Hukum Faraday 2

"Jika arus listrik dialirkan ke dalam beberapa sel elektrolisis yang dihubungkan seri, maka buat zat -zat yang dihasilkan pada tiap - tiap elektroda sebanding dengan berat ekivalen masing - masing zat."

Kegunaan Elektrolisis dalam kehidupan sehari - hari

1. Penyepuhan logam (electroplating) 

Tujuan penyepuhan logam melapisi logam dengan logam lain agar tidak mudah berkarat.Misalnya penyepuhan perak yang biasa dilakukan pada peralatan rumah tangga, seperti sendok, garpu, dan pisau. Logam yang akan disepuh dijadikan katode, logam penyepuh sebagai anode.Sebagai larutan elektrolit digunakan larutan yang mengandung logam penyepuh.

2. Pemurnian Logam

Pada pengolahan tembaga dari bijih kalkopirit diperoleh tembaga yang masih tercampur dengan sedikit perak, emas, dan platina. Tembaga yang tidak murni dipisahkan dari zat pengotornya dengan elektrolisis. Tembaga yang tidak murni dipasang sebagai anoda dan tembaga murni dipasang sebagai katoda dalam elektrolit larutan CuSO4 .tembaga di anoda teroksidasi menjadi Cu2+selanjutnya Cu2+ direduksi di katoda. Anode    Cu (s) --> Cu2+ (aq) + 2e

Katode   Cu2+ (aq) + 2e --> Cu (s)

anode semakin habis dan katoda semakin bertambah besar. Logam emas, perak, dan platina terdapat pada lumpur anoda sebagai hasil samping pada pemurnian tembaga.

NOTE : ^ merupakan pangkat