1 / 49

Redoks dan Elektrokimia

Redoks dan Elektrokimia. Tim Kimia FTP. KONSEP ELEKTROKIMIA. Dalam arti yang sempit elektrokimia adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari peristiwa-peristiwa yang terjadi di dalam sel elektrokimia.

graiden-guerrero
Download Presentation

Redoks dan Elektrokimia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. RedoksdanElektrokimia Tim Kimia FTP

  2. KONSEP ELEKTROKIMIA • Dalam arti yang sempit elektrokimia adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari peristiwa-peristiwa yang terjadi di dalam sel elektrokimia. • Sel jenis ini merupakan sistem yang terdiri atas 2 buah elektrode dan larutan elektrolit, peristiwa yang terjadi didalamnya adalah proses perpindahan elektron (reaksi redoks).

  3. REDOKS???

  4. DefinisiRedoks Pengertianlebihluas reaksikimiadimanaterjadiperubahanbilanganoksidasi Pengertian lama reaksikimiadimanaterjadipengikatandanpelepasanoksigen

  5. BilanganOksidasi??? • adalahmuatansuatu atom / unsurdalamsuatumolekul / senyawa yang ditentukankarenaperbedaanhargaelektronegatifitas.

  6. PenentuanBilanganOksidasi • Bilanganoksidasisetiap atom dlmunsurbebasadalah nol. MisalnyaunsurCl = 0, B = 0 • Bilanganoksidasi ion suatu atom samadenganmuatan ion tersebut. a. Na+ biloks Na adalah +1 b. Fe3+  biloks Fe adalah +3 3. Padasuatusenyawaatau ion, umumnyabiloks atom untuk : a. Golongan IA adalah +1 b. Golongan VIIA adalah -1 4. Bilanganoksidasi H dalamsenyawaadalah +1, kecualipadasenyawahidrida ( NaH, LiH, CaH2 ) bilanganoksidasi H = -1.

  7. Bilanganoksidasi O dlmsenyawaadalah -2, kecualipadasenyawaperoksidaseperti H2O2bilanganoksidasi O adalah -1. Dan pd senyawasuperoksidaseperti KO2, RbO2biloks O adalah -½. Sementarauntuksenyawa OF2biloks O adalah +2. • Jumlah total biloks atom dlmsuatusenyawaadalah nol. Dan jumlah total biloksuntuksenyawabermuatanadalahbesarnyasamadenganmuatannya. a. H2SO4 total bilokssamadengannol b. CO32-  total bilokssamadengan -2

  8. Reaksioksidasidptmempunyai 3 pengertian : a. Reaksiygmenyebabkanterjadinyakenaikanbiloks. Misalnya : K  K+ + e 0 +1 b. Reaksipengikatanoksigen. Misalnya : C + O2 CO2 0 + +4 c. Reaksipelepasanhidrogen. Misalnya : CH4 C + 2H2 -4 0

  9. Reaksireduksidptmempunyai 3 pengertian : • Reaksiygmenyebabkanterjadinyapenurunanbiloks. Misalnya : K+ K + e +1 0 b. Reaksipelepasanoksigen. Misalnya : CO2  C + O2 +4 0 c. Reaksipengikatanhidrogen. Misalnya : C + 2H2  CH4 0 -4

  10. ReaksiAutoredoks / ReaksiDisproporsionasi 0 -1 reduksi Cl2 + 2OH- Cl- + ClO- + H2O oksidasi 0 +1

  11. Penyetaraanredoks • Metodesetengahreaksiredoks • Metodebilanganoksidasi

  12. Metodesetengahreaksiredoks • Tuliskerangkadasar ½ reaksireduksidankerangka ½ reaksioksidasi Contoh: K2Cr2O7 + HClKCl + CrCl3 + Cl2 + H2O Reduksi: Cr2O72-Cr3+ Oksidasi: Cl- Cl2 • Setarakan atom unsur yang mengalamiperubahanbilanganoksidasi Reduksi: Cr2O72-2Cr3+ Oksidasi: 2Cl-Cl2

  13. Setarakanoksigendanhidrogen • Dalamlarutanasamataunetral : Tambahkan 1 H2O untuksetiapkekurangan 1 atom O, lalusetarakankekurangan atom H denganmenambahkan H+ • Dalamlarutanbasa : Tambahkan 2 atom OH-padasetiapkekurangan 1 atom O, kemudiansetarakankekurangan H dengan H2O (padaruas yang lainnya) Reduksi : Cr2O72- + 14H+2Cr3+ + 7H2O Oksidasi : 2Cl- Cl2

  14. Jikaadaspesi lain, selainunsur yang mengalamiperubahanbilanganoksidasi, makasetarakanspesi yang bersangkutanpadaruaslainnya Contoh : Pb PbSO4menjadiPb + SO4 PbSO4 • Setarakanmuatandenganmenambahkanelektronpadaruas yang kelebihanmuatan Reduksi : Cr2O72- + 14H+ + 6e-2Cr3+ + 7H2O Oksidasi : 2Cl- Cl2 + 2e-

  15. Samakanjumlahelektronpada ½ reaksireduksidan ½ reaksioksidasi Reduksi : Cr2O72- + 14H+ + 6e-2Cr3+ + 7H2O (dikali 1) Oksidasi : 2Cl- Cl2 + 2e- (dikali 3) Redoks : Cr2O72- + 14H+ + 6Cl-2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O • Dikembalikanpadareaksiawal, menjadi ; K2Cr2O7 + 14HCl 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O • Jadi, persamaanredokslengkapnya : K2Cr2O7 + 14HCl 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O

  16. Metodebilanganoksidasi • Tentukanunsur yang mengalamiperubahanbiloks, dantuliskanbilanganoksidasinya. +7 +2 +3 +2 KMnO4+ FeSO4 + H2SO4 K2SO4 + Fe2(SO4)3 + MnSO4 +H2O • Menyetarakanunsur yang mengalamiperubahanbiloksdenganmemberikoefisien yang tepat. KMnO4+ 2FeSO4 + H2SO4 K2SO4 + Fe2(SO4)3 + MnSO4 +H2O

  17. Menentukanjumlahpertambahanbilanganoksidasidariunsur yang mengalamioksidasidanjumlahpenurunanbilanganoksidasiunsurygmengalamireduksi • Samakankoefisienmasing-masingsenyawadenganmenyetarakansesuaiperubahanbiloks (dikalikandenganfaktor x) 2KMnO4 + 10FeSO4 + H2SO4 K2SO4 + 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 +H2O

  18. Setarakanunsurlainnyadalamurutankation, anion, hidrogen, oksigen. 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 K2SO4 + 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 +8H2O • Kation K sudahsetara, Anion SO42-belumsetarayaitudiruaskananada 18 SO42-sedangkandiruaskiriada 10, jaditambahkankoefisien 8 pada H2SO4. Lalusetarakanhidrogendanoksigen. • Jadipersamaanredokslengkapnya : 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 K2SO4 + 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 +8H2O

  19. Latihan Setarakanpersamaanberikut : • aCu(s) + bHNO3(aq) cCu(NO3)2(aq) + dNO(g) +eH2O(l) • aAg + bHNO3 cAgNO3 + dNO2 + eH2O

  20. Selelektrokimia Adaduajenisselelektrokimia, yaitu : • Selvolta : reaksiredoksakanmenghasilkanaruslistrik (terjadiperubahanenergikimiamenjadienergilistrik). Contoh: baterai, aki • Selelektrolisis : arusalammenimbulkanreaksiredoks (terjadiperubahanenergilistrikmenjadienergikimia). Contoh: penyepuhanlogam.

  21. Macam sel elektrokimia

  22. Selvolta • Elektronmengalirdarilogam Zn (anode) menuju Cu melaluikawatpenghubung, dan Zn mengalamioksidasimenjadi ion Zn2+. Zn(s)  Zn2+(aq) + 2e- • Elektron yang dilepaskanmengalirmelaluirangkaiankawatmenujukatode (logam Cu). Ion Cu2+akanmengambilelektrondarilogamtembaga, sehinggaterjadireduksi ion Cu2+menjadiendapantembaga. Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) Akibatnyalama kelamaanlogam Zn larut, sedangkankatode(logam Cu) semakintebalkarenaterbentuknyaendapantembaga, danmenghasilkanaliranelektron (listrik).

  23. Sel Volta • Sel Volta adalahselelektrokimia yang menghasilkanaruslistriksebagaiakibatterjadinyareaksipadakeduaelektrodasecaraspontan. • Misal : sebatanglogamsengdimasukkankedalamlarutansengsulfatdanlogamtembagakedalamlarutantembagasulfat • Logamsengmempunyaikecenderunganuntukmelarutmembentuk ion seng, Zn 2+,tetapiseba-liknya ion sengdalamlarutanmempunyaikecen-derunganuntukmengendapsebagai atom Zn.

  24. Dalamwaktusingkattercapaikesetimbangan yang dapatdinyatakansebagai ; Zn ====== Zn 2+ + 2 e • Kecenderungan Zn untukmelarutlebihbesardaripadakecenderungan Zn 2+untukmengendap, makakesetimbanganagakkekanan, sehinggapadalogam Zn akankelebihanelektron, yang memberikanmuatannegatifpadalogam. Ion-ion sengdalamlarutanakanterorientasidenganmuatannegatif

  25. Sedangkanuntuktembagasedikitberbeda. Disinikecenderungan Cu 2+untukmengendap(sebagai Cu) lebihbesardaripadakecenderungan Cu untukmelarutsehinggakedudukankesetimbangan : Cu 2+ + 2 e ======= Cu Logam Cu kekuranganelektrondanlogaminilebihpositifterhadaplarutan Jikakeduaelektrodadigabungkanmenjadisel Volta , kelebihanelektronpadaelektroda Zn akanmengalirkeelektroda Cu dimanaterdapatkekuranganelektron.

  26. Karenakehilanganelektronmaka Zn akanmelarutmenghasilkanelektron, sedangkan ion-ion Cu2+ akanterusmengendapsebagai ion Cu • Padaelektroda Zn terdapatkelebihanelektronjadibertidaksebagaielektroda negative(-) disebutanoda, karenadisiniterjadisetengahreaksioksidasi. Zn  Zn 2+ + 2 e- • Elektroda Cu yang kekuranganelektronbertindaksenagaielektrodapositif (+) disebutkatoda, setengahreaksi yang terjadiadalah : Cu 2+ + 2 e- Cu

  27. Jumlahdarikeduasetengahseliniadalahrekasisel : Anoda (oksidasi) Zn  Zn 2+ + 2 e Katoda (reduksi) Cu 2+ + 2 e  Cu ________________________________________ Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu • Dari reaksiinidihasilkanaruslistrik. • Catatan : Jembatangaram yang digunakanpadapembuatanseliniadalahsebuahpipa U yang berisielektrolit ( KClatau KNO3) dan agar-agar padat yang digunakansebagaikontaklistrikantarakedualarutanelektrolitdalamsel Volta. • Diagram sel : Zn I Zn2+ II Cu2+ I Cu Anode Katode

  28. Katoda (muatanpositif )  reduksi • Anoda (muatannegatif)  oksidasi • Dalamsuatuselgalvani Eokatode> Eoanode

  29. Denganmenggunakanpotensialelektrodestandardibawahini: Cr2O72-(aq)+14H+(aq)+6e  2Cr3+(aq)+ 7H2O Eo= +1,33 V Zn2+(aq) + 2e-Zn(s)Eo= - 0,76 V Makapotensialselnyaadalah.... Eosel = Eo (katode) + Eo (anode)

  30. Selelektrolisis • Reaksielektrolisistergolongreaksitidakspontan, yaitumemerlukanpengaruhenergilistrik. • Elektron(listrik) memasukilarutanmelaluikutubnegatif (katode). Spesitertentudalamlarutanmenyerapelektrondarikatodedanmengalamireduksi. • Spesi lain melepaselektrondi anode danmengalamioksidasi. • Katoda (muatannegatif)  reduksi • Anoda (muatanpositif)  oksidasi

  31. Elektrolisis • Pada sel elektolisis arus listrik dari sumber diluar sel dialirkan kedalam larutan di dalam sel. Ion-ion positif (kation) bermigrasi ke elektroda negatif dan ion-ion negatipf (anion) bermigrasi ke elektroda positif • Elektrolit yang digunakan bisa sebagai leburan dan sebagai larutan. • Pada proses penggunaan elektrolit kemungkinan terjadi reduksi atau oksidasi dari molekul-molekul air harus pula diperhatikan. Misal ; pengendapan logam pada katoda , maka potensial elektron dan atau konsentrasi ion dalam larutan perlu diperhatikan.

  32. Elektrolisis Leburan Elektrolit • elektrolisis ini penting dalam pembuatan logam-logam aktif seperti natrium, magnesium dan alumunium. Elektrolisis MgCl2 cair Anoda (oksidasi) : 2 Cl Cl2 + 2e Katoda (reduksi) : Mg 2+ + 2 e  Mg Reaksi sel : MgCl2 Mg + Cl2

  33. Elektrolisis Larutan Elektrolit • elektolisis ini lebih rumit dari elektrolisis leburan elektrolit , karena adanya molekul-molekul pelarut yang dapat pula dioksidasi (pada anoda) atau direduksi (pada katoda).Jadi pada elektroda ada beberapa kemungkinan reaksi,contoh elektrolisis dalam air. Elektrolisis lar. NaCl dengan elektroda lamban : oksidasi : 2 Cl  Cl2 + 2e Reduksi : 2 H2O + 2 e  H2 + 2 OH-

  34. Penggunaan Elektrolisis • Elektrolisis adalah proses yang penting dalam industri. Proses ini digunakan untuk pembuatan logam –logam natrium, magnesium, alumunium, pembuatan hidrogen peroksida , gas hidrogen dan zat-zat lain. Gas Hidrogen yang dihasilkan pada proses ini sangat murni untuk itu sangat baik digunakan pada proses hidrogenasi minyak dalam pembuatan margarin. • Proses elektrolisis juga digunakan dalam Elektroplating dimana permukaan logam dilapisi logam lain yang lebih mulia . Misal tembaga dilapisi krom.

  35. Reaksielektrolisis

  36. ElektrolisislarutanHCldenganelektrode Pt, reaksinya: 2HCl (aq)  2H+ (aq) + 2Cl ¯ (aq) • Anode: 2Cl ¯ (aq)  Cl2 (g) + 2e¯ (Oksidasi) • Katode: 2H+ (aq) + 2e¯  H2 (g) (Reduksi) • Total: 2HCl (aq)  H2 (g) + Cl2 (g) (Redoks)

  37. Latihan • Tulisanreaksielektrolisisjikalarutan AgNO3dielektrolisismenggunakanelektroda (anode) inert Pt!

  38. AgNO3 Ag+ + NO3- • Katode : Ag+ + e- Ag (dikali 4) • Anode : 2H2O  4H+ + O2 + 4e- (dikali 1) • Redoks : 4Ag+ + 2H2O  4Ag + 4H+ + O2

  39. Hukum Faraday • Hukum Faraday I : “massazat yang dibebaskanpadaelektolisis (m) berbandinglurusdenganjumlahlistrik yang digunakan (Q)”. m = Q m = i. t

  40. Hukum Faraday • Hukum Faraday II : “ massazat yang dibebaskanpadaelektrolisis (m) berbandinglurusdenganmassaekuivalenzatitu (e)”. m = e

  41. Hukum Faraday • PenggabunganHukum Faraday I dan II menghasilkanpersaamaan: • k : faktorpembanding =

  42. CONTOH Untukmengendapkansebanyak 13 g Cr (Ar Cr = 52) darilarutan CrCl3denganarussebesar 3 A ( 1 F = 96.500 C) diperlukanwaktu.... • m = 13 g • i= 3 A • ValensiCr pada CrCl3adalah +3.

  43. Latihan • Sebanyak 1 L larutan CrCl3 1,0 M dielektrolisisdenganarus 6,0 A. Waktu yang diperlukanuntukmengendapkansemualogamkromium (Ar Cr = 52, ArCl = 35,5; 1F = 96500) adalah …detik

  44. Jawab • Mol CrCl3 = 1 L x 1,0 mol/L = 1 mol • Massa CrCl3 = mol x Mr = 1 mol x 158,5 g/mol = 158,5 gram • CrCl3­(aq)  Cr3+(aq) + 3Cl- • Cr3+(aq) + 3e- Cr(s) • t = 147069 detik

  45. HOMEWORK 1. Setarakanlahreaksiredoksdibawahini : a. Fe3+ + Sn2+ Fe2+ + Sn4+ b. MnO4 + H2SO3  SO42- + Mn2+ c. HPO32- + OBr-  Br- + PO43- ( dalamsuasanabasa ) 2. Elektrolisislelehan magnesium dilakukandenganelektrodegrafit yang dialiriarus 1000 ampere selama 386 detik, maka volume gas klorin yang terbentukdi anode yang diukurpadakeadaansamadengan 4 L gas N2 (P, T) mempunyaimassa 2,8 g adalah …… L

More Related