IKHTISAR MATERI ELEKTROKIMIA KIMIA KELAS 12
 |
| Mengenal Sel Elektrokimia |
1. Pengertian Elektrokimia
- Elektrokimia adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara reaksi kimia dengan arus listrik.
- Fokus utama: reaksi redoks yang melibatkan perpindahan elektron.
- Reaksi oksidasi (kehilangan elektron) dan reduksi (penambahan elektron) terjadi di elektroda
⚡ 2. Sel Elektrokimia
Terdiri dari dua jenis utama:
a. Sel Galvani (Volta)
Menghasilkan arus listrik ( Mengubah reaksi kimia spontan menjadi energi listrik)
- Reaksi redoks spontan.
- Contoh: Baterai, sel Daniell (Zn-Cu).
- Komponen:
o Dua elektroda dari logam yang berbeda: Anoda (oksidasi, muatan negatif) dan Katoda (reduksi, muatan positif)
o Larutan Elektrolit
o Jembatan garam atau membrane semipermiabel
Contoh reaksi: Zn (s)+Cu2+(aq)→Zn2+(aq)+Cu (s)
- Notasi sel: Zn(s) | Zn ⁺(aq) || Cu ⁺(aq) | Cu(s)
b. Sel Elektrolisis
Memerlukan arus listrik (Menggunakan energi listrik untuk memicu reaksi kimia non-spontan.
- Reaksi redoks tidak spontan.
- Digunakan dalam:
o Penyepuhan (electroplating)
o Elektrolisis larutan dan lelehan
o Pemurnian logam
- Komponen:
o Anoda (oksidasi, positif)
o Katoda (reduksi, negatif)
o Elektrolit cair
o Sumber arus DC
Contoh reaksi: Elektrolisis larutan NaCl:
o Katoda: 2H2O + 2e−→ H2 + 2OH−
o Anoda: 2Cl−→ Cl2 + 2e−
3. Reaksi Redoks dalam Sel Elektrokimia
- Anoda: tempat oksidasi (melepaskan elektron)
- Katoda: tempat reduksi (menerima elektron)
- Gunakan deret volta untuk menentukan kecenderungan zat untuk mengalami oksidasi atau reduksi.
- Deret Volta :
4. Potensial Elektrode (Menentukan arah aliran electron)
- Elektrode standar Hidrogen (ESH) sebagai acuan (0 volt).
2H+ (aq) + 2e- → H2 (g) E∘ = 0,00 V
- E (potensial elektrode standar) digunakan untuk menentukan:
- Apakah reaksi redoks spontan (jika ΔE > 0)
o Kuat atau lemahnya zat sebagai agen oksidasi/reduksi (Menentukan kekuatan oksidator atau reduktor)
- Rumus:
E∘sel = E∘katoda − E∘anoda atau E∘sel = E∘reduksi − E∘oksidasi
燐 5. Hukum Faraday dalam Elektrolisis
Menghitung massa zat yang diendapkan atau dibebaskan:
|
Rumus dasar: |
Keterangan: |
 |
m = massa zat (g) Ar = massa atom relatif I = kuat arus (A) t = waktu (detik) n = jumlah elektron F = tetapan Faraday (96.500 C/mol) |
6. Aplikasi Elektrokimia dalam Kehidupan
|
Aplikasi |
Jenis Sel |
Penjelasan |
|
Baterai / Aki |
Sel Galvani |
Mengubah energi kimia menjadi energi listrik (sumber energi portable) |
|
Penyepuhan logam (misal sepuh emas) |
Elektrolisis |
Mempindahkan lapisan logam ke permukaan logam lain (electroplating) |
|
Produksi logam murni (misal Al) |
Elektrolisis |
Menguraikan senyawa menjadi unsur murni (elektrometalurgi) |
|
Korosi logam (karat besi) |
Galvani spontan |
Reaksi redoks antara logam dan lingkungan (reaksi elektrokimia yang merusak logam) |
|
Sel bahan bakar (fuel cell) |
Sel Galvani |
Menghasilkan listrik dari reaksi H₂ dan O₂ |
7. Literasi Sains dan Keterampilan PISA
- Analisis data: grafik potensial elektrode
- Evaluasi teknologi: memilih jenis baterai untuk kendaraan listrik
- Pemecahan masalah: cara mencegah korosi pada jembatan besi
- Integrasi STEM: penggunaan panel surya untuk elektrolisis air
✅ Peta Konsep Sederhana
ELEKTROKIMIA
│
├── Reaksi Redoks
│ ├─ Oksidasi
│ └─ Reduksi
│
├── Sel Elektrokimia
│ ├─ Sel Galvani (Spontan)
│ └─ Sel Elektrolisis (Tak Spontan)
│
├── Potensial Elektrode
│ ├─ E Katoda
│ └─ E Anoda
│
├── Hukum Faraday
│ └─ Perhitungan Massa/Zat
│
└── Aplikasi
├─ Baterai
├─ Korosi
├─ Electroplating
└─ Pemurnian Logam
BACA JUGA : disini
Contoh Soal dan Pembahasan
✏️ Contoh Soal 1 (Sel Galvani)
Soal: Diketahui sel galvanik Zn-Cu:
Zn | Zn2+∣∣Cu2+∣Cu
Jika E∘Zn2+/Zn = −0,76
V dan E∘Cu2+/Cu = +0,34 V, berapa
potensial sel?
Jawaban:
Esel = Ekatoda − Eanoda
= (+0,34 V) − (−0,76 V) =1,10
✏️ Contoh Soal 2 (Elektrolisis)
Soal: Berapa gram Cu yang diendapkan dari larutan CuSO₄ dengan arus 2 A selama 30 menit?
Jawaban:
Gunakan hukum Faraday:
Jawaban
✏️ Contoh Soal 3 (Aplikasi Penerapan - Korosi)
Soal: Mengapa pipa besi dilapisi dengan seng (galvanisasi)?
Jawaban:
Zink memiliki potensial reduksi lebih rendah dari besi (lebih mudah
teroksidasi), sehingga jika terjadi korosi, seng akan lebih dulu bereaksi dan
melindungi besi dari karat → prinsip proteksi katodik.
Kesimpulan Poin-Poin Penting
- Elektrokimia mencakup reaksi redoks dalam sel Galvani dan Elektrolisis.
- Sel Galvani menghasilkan listrik, sedangkan sel elektrolisis membutuhkan listrik.
- Hukum Faraday membantu menghitung massa zat hasil elektrolisis.
- Elektrokimia banyak diaplikasikan dalam baterai, pelapisan logam, produksi logam, hingga perlindungan logam dari korosi.
EmoticonEmoticon