Untitled Lesson

ELEKTROKIMIA

By Helena Santriana Fatakay

Sekolah

: SMA Negeri 1 Lebatukan

Jenjang

: SMA

Mata Pelajaran

: Kimia

Fase F, Kelas / Semester

: XII / I (Ganjil)

Waktu

: 2 x 45 menit ( 1 x Pertemuan)

2

Tujuan:

1. peserta didik akan mengidentifikasi reaksi redoks dan membedakan antara

elektrolit kuat, lemah, dan non elektrolit.

2. Peserta didik akan mampu merancang sel volta dan sel elektrolisis,

menggambarkan komponen dari tiap sel, dan menuliskan reaksi kimia yang

terjadi.

3. Peserta didik akan mampu membandingkan reaktivitas logam berdasarkan

potensial elektrode standar dan memprediksi reaksi elektrokimia spontan.

4. Peserta didik juga akan memahami aplikasi sel elektrokimia dalam

kehidupan sehari-hari.

3

Apakah kamu pernah mendengar atau melihat mengenai mobil listrik? Menurut
pendapatmu bagaimana proses yang terjadi pada mobil listrik adakah unsur
dari elektrokimia? Coba perhatikan gambar dan penjelasan berikut!

Mobil listrik adalah mobil yang digerakkan oleh energi listrik yang disimpan
dalam baterai atau tempat penyimpan energi lainnya. Komponen utama yang
digunakan oleh sebuah mobil listrik agar dapat bergerak adalah motor listrik.
Motor listrik yang digunakan adalah motor arus searah (DC).
Koneksi utamanya dengan elektrokimia terletak pada baterai. Baterai ini
merupakan sel elekrokimia yang mengubah energi kimia ( dari reaksi redoks
antara elektrolit dan elektroda) menjadi energi listrik. Proses pengisian baterai
adalah proses energi kimia balik, dimana energi listrik digunakan untuk
membalik reaksi redoks dan menyimmpan energi kimia kembali dalam baterai.

III. Materi Pembelajaran

Definisi
Elektrokimia adalah cabang ilmu kimia fisik yang mempelajari
aspek kelistrikan dari reaksi kimia. Elemen yang digunakan dalam
reaksi elektrokimia dikarakterisasikan dengan
banyaknya elektron yang dimiliki. Secara umum elektrokimia terbagi
dalam dua kelompok, yaitu sel galvani dan sel elektrolisis. Reaksi
elektrokimia dapat berlangsung secara spontan, yaitu ketika
dua elektroda yang direndam di dalam cairan elektrolit dihubungkan
dengan untai listrik. Elektrokimia digunakan untuk pemurnian dan
pelapisan logam serta elektrosintesis.

IV. KONSEP DASAR

Dasar Dari Elektrokimia

Ion dan Elekton
Ion merupakan atom atau molekul yang bermuatan, sedangkan elektron merupakan bagian dari
atom:

•Ion: Partikel bermuatan yang terbentuk ketika atom kehilangan atau memperoleh elektron. Ion
dapat bermuatan positif atau negatif, tergantung pada jumlah elektron yang dimiliki. Ion yang
bermuatan positif disebut kation, sedangkan ion yang bermuatan negatif disebut anion.

•Elektron: Bagian dari atom yang dapat hilang atau diperoleh, sehingga membentuk ion.

Oksidasi
Oksidasi adalah proses kehilangan elektron oleh suatu atom, ion, atau molekul. Zat yang
mengalami oksidasi disebut reduktor, karena ia menyebabkan reduksi pada zat lain.

Reduksi
Reduksi adalah proses penerimaan elektron oleh suatu atom, ion, atau molekul. Zat yang
mengalami reduksi disebut oksidator, karena ia menyebabkan oksidasi pada zat lain.

Reaksi Redoks
Reaksi redoks adalah reaksi kimia yang melibatkan transfer elektron antara dua zat, yang
mengakibatkan perubahan bilangan oksidasi. Oksidasi dan reduksi selalu terjadi bersamaan
dalam suatu reaksi redoks.

7

Perbedaan utama antara larutan elektrolit dengan non
elektrolit ialah terletak pada kemampuan menghantar
listriknya. Namun, terdapat perbedaan larutan elektrolit
dan non elektrolit yang lain, yaitu:

8
Sel volta (sel galvani): sel volta menghasilkan arus listrik dari reaksi redoks spontan.

Komponen:

1. Dua elektroda: logam yang berbeda (misalnya, seng (zn) dan tembaga (cu)).
Elektroda yang lebih reaktif (potensial reduksi standar lebih negatif) bertindak sebagai
anoda (oksidasi), dan elektroda yang kurang reaktif sebagai katoda (reduksi).

2. Elektrolit: larutan ionik yang mengandung ion logam dari kedua elektroda (misalnya,
larutan znso₄ dan cuso₄). Elektrolit memungkinkan perpindahan ion untuk menjaga
netralitas muatan.

3. Jembatan garam (salt bridge): suatu tabung berisi elektrolit (misalnya, agar-agar
yang mengandung KNO₃) yang menghubungkan kedua larutan elektrolit. Jembatan
garam memungkinkan aliran ion untuk menjaga netralitas muatan dan melengkapi
sirkuit listrik.

4. Reaksi kimia (contoh zn-cu):

a. anoda (oksidasi): zn(s) → zn²⁺(aq) + 2e

b. katoda (reduksi): cu²⁺(aq) + 2e⁻ → cu(s)

c. reaksi sel: zn(s) + cu²⁺(aq) → zn²⁺(aq) + cu(s)

Sel elektrolisis: sel elektrolisis menggunakan arus listrik untuk memaksa reaksi redoks yang tidak
spontan.

Komponen:

- Dua elektroda: elektroda inert (misalnya, grafit atau platina) atau elektroda yang berpartisipasi dalam

reaksi.

- Elektrolit: larutan ionik yang akan dielektrolisis (misalnya, larutan nacl).
- Sumber tegangan: sumber arus searah (DC) yang menyediakan energi untuk memaksa reaksi redoks.
- Reaksi kimia (contoh elektrolisis air):

- Anoda (oksidasi): 2H₂O(l) → O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻
- Katoda (reduksi): 4H⁺(aq) + 4e⁻ → 2H₂(g)
- Reaksi Sel: 2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)

9

Potensial elektroda yang dibandingkan dengan
elektroda hidrogen yang diukur pada suhu 25°c dan
tekanan 1 atm disebut potensial elektroda standar
(E°).
potensial elektroda tersebut mengacu pada reaksi
reduksi elektroda sehingga disebut potensial
reduksi standart (E°= reduksi). Potensial sel volta
dapat ditentukan melalui eksperimen dengan
menggunakan voltmeter atau dihitung berdasarkan
data potensial elektroda standar.

- Unsur yang mempunyai E° reduksi lebih besar
mengalami reaksi reduksi di katoda.
- unsur yang mempunyai 𝐄° reduksi lebih kecil
mengalami reaksi. Oksidasi di anoda menurut
masterton, hurley (2011), besarnya 𝐄° sel
dirumuskan:

10

𝐄° 𝐒𝐞𝐥 = 𝐄° reduksi + 𝐄° oksiasi

V. Jembatan Antara
Kimia Dan Listrik

Sel Galvanik (Sel Volta)
sel galvanik, juga dikenal sebagai sel volta, adalah sel
elektrokimia yang menghasilkan arus listrik melalui
reaksi kimia spontan. Biasanya terdiri dari dua elektroda
yang tercelup dalam larutan elektrolit dan dihubungkan
dengan jembatan garam untuk menjaga netralitas
muatan.

Sel Elektrolisis
sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang
menggunakan arus listrik untuk mendorong reaksi kimia
non-spontan. Arus listrik digunakan untuk memecah
senyawa atau menghasilkan zat baru dengan mengubah
energi listrik menjadi energi kimia.

11

VI. Penerapan Elektrokimia

Baterai: seperti yang ditemukan dalam mobil dan perangkat
elektronik, menggunakan reaksi redoks untuk menghasilkan
arus listrik.
Sel surya: mengubah energi cahaya matahari menjadi energi
listrik melalui reaksi fotoelektrokimia.
Sel bahan bakar: menggunakan reaksi redoks antara
hidrogen dan oksigen untuk menghasilkan listrik dan air,
dengan emisi yang rendah.
Elektroplating: digunakan untuk melapisi logam dengan
logam lain untuk meningkatkan sifatnya, seperti ketahanan
terhadap korosi.

12

13

Contoh Soal Individu

1. Suatu sel volta tersusun dari elektroda magnesium dan tembaga.

Bila diketahui:

Mg2+(aq) + 2e →Mg(s)

E° = -2,37 volt

Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)

E° = + 0,34

volt

Tentukan
a. Logam yang bertidak sebagai katoda dan anoda!
b. Tuliskan reaksi yang terjadi pada elektroda dan reaksi selnya!
c. Tuliskan notasi sel!
d. Berapa potensial sel?

2. Jelaskan bagaimana potensial electrode standar dapat digunakan untuk memprediksi reaksi elektrokimia spontan.
3. jelaskan bagaimana konsep elektokimia dapat diterapkan untuk mengatasi masalah lingkungan, seperti pencemaran logam berat di air.

Eksperimen dan diskusi kelompok

Eksperimen tentang membuat baterai dari jeruk nipis

Tujuan: untuk mengamati bagaimana reaksi kimia dan memahami konsep sel elektrokimia.
Bahan:

1. 2 buah jeruk
2. 2 buah paku galvanis
3. 2 buah paku tembaga
4. Kabel penghubung
5. Lampu LED kecil

Diskusi Kelompok:
1. Apa perbedaan antara sel volta dan sel elektrolisis? Apakah percobaan ini termasuk sel volta atau
elektrolisis?
2. Apakah ada bahan lain yang dapat digunakan sebagai pengganti jeruk nipis? Mengapa?
3. Apa aplikasi praktis dari konsep elektrokimia dalam kehidupan sehari? Berikan contoh!

14

TERIMA KASIH

15