Sel Elektrokimia Beserta Penjelasan Lengkap dengan Contoh Soal Jawab

Sel Elektrokimia – Kali ini RumusKimia.net akan berbagi penjelasan mengenai Sel Elektrokimia. Dalam elektrokimia dipelajari reaksi-reaksi yang disertai perpindahan elektron (reaksi redoks). Pada proses ini, energi kimia diubah menjadi energi listrik atau sebaliknya. Reaksi reduksi oksidasi tertentu dapat menghasilkan arus listrik. Adapun pada kondisi lainnya, arus listrik dialirkan ke dalam larutan atau cairan zat kemudian akan terjadi perpindahan elektron yang menghasilkan reaksi kimia.

Baca juga:

• Cara Penyetaraan Reaksi Redoks dengan Cara Bilangan Oksidasi (Biloks).
• Perhitungan Molalitas.

Sel Elektrokimia

Sel elektrokimia dibedakan atas:

a. Sel Volta/Sel Galvani

b. Sel elektrolisis

Gambaran Sel Volta

Gambaran Sel Elektrolisis

Persamaannya:

1. Pada sel elektrokimia, baik sel Volta maupun sel elektrolisis digunakan elektrode, yaitu katode, anode, dan larutan elektrolit.
2. Reaksi yang terjadi pada sel elektrokimia adalah reaksi redoks, pada katode terjadi reduksi, sedangkan pada anode terjadi oksidasi.

Perbedaannya dapat Anda lihat pada tabel berikut:

Deret Volta

Sebelum lebih lanjut menguraikan sel Volta dan sel elektrolisis, terlebih duhulu akan dibahas deret Volta yang merupakan deret keaktifan logam-logam.

Telah dipelajari sebelumnya bahwa logam-logam pada umumnya memiliki sifat energi ionisasi yang relatif rendah dan afinitas elektron yang relatif kecil. Oleh karena itu, unsur-unsur logam cenderung mengalami oksidasi (melepaskan elektron) dan bersifat reduktor.

Jika kita reaksikan suatu logam dengan asam, misalnya:

2 Na(s) + 2 HCl(aq) → 2 NaCl(aq) + H₂(g)

Mg(s) + 2 HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)

2 Al(s) + 6 HCl(aq) → 2 AlCl₃(aq) + 3 H₂(g)

Reaksi pertama di atas dapat dituliskan

Na(s) + 2 H⁺(aq) → Na+(aq) + H₂(g)

Pada reaksi logam dengan asam, atom logam mengalami oksidasi dan ion hidrogen mengalami reduksi. Namun, tidak semua logam mampu bereaksi dengan asam, contohnya perak dan tembaga tidak mampu mereduksi ion hidrogen.

Ag(s) + H⁺(aq) → tidak bereaksi

Cu(s) + H⁺(aq) → tidak bereaksi

Reaksi redoks antara logam dan asam berlangsung spontan bergantung pada mudah atau sukarnya logam itu mengalami oksidasi (kuat atau lemahnya sifat reduktor).

Alessandro Volta melakukan eksperimen dan berhasil menyusun deret keaktifan logam atau deret potensial logam yang dikenal dengan deret Volta.

Li K Ba Ca Na Mg Al Nu Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn (H) Cu Ag Hg Pt Au

Semakin ke kiri suatu unsur dalam deret Volta, sifat reduktornya semakin kuat. Artinya, suatu unsur akan mampu mereduksi ion-ion unsure di sebelah kanannya, tetapi tidak mampu mereduksi ion-ion dari unsur di sebelah kirinya.

Logam Na, Mg, dan Al terletak di sebelah kiri H sehingga logam tersebut dapat mereduksi ion H⁺ untuk menghasilkan gas H₂, sedangkan logam Cu dan Ag terletak di sebelah kanan H sehingga tidak dapat mereduksi ion H⁺ (tidak bereaksi dengan asam).

Deret Volta juga dapat menjelaskan reaksi logam dengan logam lain. Misalnya, logam Zn dimasukkan ke dalam larutan CuSO₄. Reaksi yang terjadi adalah Zn mereduksi Cu²⁺ (berasal dari CuSO₄) dan menghasilkan endapan logam Cu karena Zn terletak di sebelah kiri Cu.

Zn(s) + CuSO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + Cu(s)

atau

Zn(s) + Cu₂+(aq) → Zn₂+(aq) + Cu(s)

Contoh Soal

1) Manakah logam-logam berikut ini yang dapat bereaksi dengan larutan HCl untuk menghasilkan gas H₂?

K, Ba, Zn, Su, Ag, Hg, Pt, Cr, Pb

Jawab:

Logam-logam yang tepat bereaksi dengan asam adalah logam yang terletak di sebelah kiri H dalam deret Volta yaitu K, Ba, Zn, Sn, Cr, dan Pb. Adapun logam-logam Ag, Hg, dan Pt terletak di sebelah kanan H sehingga tidak bereaksi dengan asam. Jadi, logam yang dapat bereaksi dengan HCl adalah K, Ba, Zn, Sn, Cr, dan Pb.

2) Manakah reaksi yang mungkin berlangsung dan tidak mungkin berlangsung?

a. Zn(s) + H₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + H₂(g)

b. Zn(s) + Na₂SO₄(aq) → ZnSO₄(aq) + 2 Na(s)

c. 2 Na(s) + MgCl₂(aq) → 2 NaCl(aq) + Mg(s)

d. Cu(s) + Ni(NO₃)₂(aq) → Cu(NO₃)₂(aq) + Ni(s)

Jawab:

Berdasarkan urutan sifat reduktornya dalam deret Volta, reaksi yang mungkin berlangsung adalah a dan c, sedangkan reaksi b dan d tidak akan berlangsung. Jadi, reaksi yang mungkin berlangsung adalah a dan c, reaksi yang tidak mungkin berlangsung adalah b dan d.

Demikian penjelasan mengenai Sel Elektrokimia yang dapat kami bagikan pada kesempatan kali ini, dan semoga penjelasan di atas dapat menjadi salah satu referensi yang baik bagi sahabat dalam menambah pemahaman sahabat dalam ilmu kimia.

Pustaka: [Sel Elektrokimia dalam Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII Iman Rahayu 2009; Google Images, dan Dibagikan oleh http://www.rumuskimia.net/]

Bagikan Artikel ini