Perhitungan Potensial Sel dan Contoh Soal

Perhitungan Potensial Sel dan Contoh Soal

Potensialelektroda muncul pada antarmuka antara elektroda dan elektrolit karena transfer spesi bermuatan melintasi antarmuka, adsorpsi ion spesifik pada antarmuka, dan adsorpsi/orientasi spesifik molekul polar, termasuk yang ada pada pelarut.

Potensial elektroda adalah potensial listrik pada komponen elektroda. Dalam sel, terdapat potensial elektroda untuk katoda dan potensial elektroda untuk anoda. Perbedaan antara dua potensial elektroda sama dengan potensial sel:

    Esel = E_katoda − E_anoda.

Potensial elektroda yang diukur dapat berupa yang terdapat pada kesetimbangan pada elektroda kerja ("potensial reversibel"), atau potensial dengan reaksi bersih non-nol pada elektroda kerja tetapi arus bersih nol ("potensial korosi","potensial campuran"), atau potensial dengan arus bersih non-nol pada elektroda kerja (seperti dalam korosi Galvani atau voltametri). Potensi reversibel terkadang dapat dikonversi menjadi potensial elektroda standar untuk spesi elektroaktif tertentu dengan mengekstrapolasi nilai terukur ke keadaan standar.

Nilai potensial elektroda di bawah non-kesetimbangan tergantung pada sifat dan komposisi fase kontak, dan pada kinetika reaksi elektroda pada antarmuka (lihat persamaan Butler–Volmer).

Asumsi operasional untuk penentuan potensial elektroda dengan elektroda hidrogen standar melibatkan elektroda referensi ini dengan ion hidrogen dalam larutan ideal yang memiliki "potensial nol pada semua suhu" ekuivalen dengan entalpi pembentukan standar ion hidrogen juga "nol pada semua suhu".

Dalam hal ini, hasil perhitungan potensial sel bisa positif atau bisa negatif. Jika potensial sel bertanda positif berarti reaksi dapat berlangsung, sedangkan jika potensial sel bertanda negatif berarti reaksi tidak dapat berlangsung.

E°sel= E°(+)– E°(–)

dengan:
E°(+)= potensial elektrode lebih positif (lebih besar)
E°(–)= potensial elektrode lebih negatif (lebih kecil)
Perhitungan tidak melibatkan koefisien.

Contoh Soal

1. Diketahui : Cu²⁺ + 2 e^– ⇒Cu E° = – 0,34 V
Ag⁺ + e^– ⇒Ag E° = + 0,80V
Tentukan E^o sel
dari kedua elektrode!

Jawab:

E°Cu lebih negatif dari E°Ag
, maka Cu mengalami oksidasi dan bertindak sebagai anode
Katode : Ag⁺ + e^–⇒Ag E° = + 0,80 V
Anode : Cu ⇒Cu²⁺ + 2 e^– E° = – 0,34 V
_____________________________+
2 Ag⁺ + Cu ⇒2 Ag + Cu ²⁺ E°sel= + 0,46 V

2. Diketahui:
Ag⁺ + e^– ⇒Ag Eº = + 0,80 V
A1³⁺ + 3 e^– ⇒Al Eº = – 1,66V
Tentukan Eº sel dari elektrode Ag dan Al serta tentukan katode dan anode!

Jawab:

E°sel= E°(+) – E°(–)
= E°Ag – E°Al
= (+0,80) – (–1,66)
= +2,46 V
Katode = elektrode positif, cari E° yang lebih positif(E°(+)), yaitu Ag.
Anode = elektrode negatif, cari E° yang lebih negatif (E°(–)), yaitu Al.

3. Diketahui: Fe²⁺ + 2 e^–⇒Fe E° = –0,44 V
A1³⁺ + 3 e⇒Al E° = –1,66 V
a. Tentukan E°sel dari elektrode A1 dan Fe!
b. Tentukan katode dan anode!
c. Bagaimana reaksi sel?
d. Tentukan elektrode yang bertambah dan elektrode yang berkurang!
e. Tentukan larutan ion yang makin pekat dan larutan ion yang makin encer!

Jawab:

E° lebih positif/lebih besar (E°(+))= E°Fe
E° lebih negatif/lebih kecil (E°(–) )= E°Al
a. E sel= E° (+) – E° (–)
= E°Fe – E°Al
= (–0,44) – (–1,66)
= + 1,22 V
b. Katode = E° (+)= besi
Anode = E° (–)= aluminium
c. Reaksi sel
Reaksi reduksi untuk E°(+), yaitu untuk Fe dan reaksi oksidasi untuk E°(–),yaitu untuk Al.
Fe²⁺ + 2 e^-⇒Fe ⇒ × 3
Al⇒A1³⁺ + 3 e^–⇒ × 2
____________________+
3 Fe²⁺ + 2 Al⇒ 3 Fe + 2 Al³⁺


d. Elektrode yang bertambah pada hasil reaksi, yaitu Fe.
Elektrode yang berkurang pada pereaksi, yaitu Al.
e. Larutan ion yang makin pekat pada hasil reaksi, yaitu ion A1³⁺
.Larutan ion yang makin encer pada pereaksi, yaitu ion Fe²⁺

4. Diketahui:
E° Ag⁺/Ag = + 0,80 V
E° Cu²⁺/Cu = + 0,34 V
E° Pb²⁺/Pb = – 0,13 V
E° Fe²⁺/Fe = – 0,44 V
E° Zn²⁺/Zn = – 0,76 V
Manakah dari reaksi sel berikut yang mempunyai potensial sel terbesar?

A. Pb²⁺ /Pb// Zn/Zn²⁺
B. Cu²⁺ /Cu// Fe/Fe²⁺
C. Ag⁺/Ag// Fe/Fe²⁺
D. Ag⁺/Ag// Zn/Zn²⁺
E. Fe²⁺/Fe// Zn/Zn²⁺

Jawab: D

Potensial terbesar terjadi dari potensial reduksi paling positif (EºAg) dengan potensial
reduksi paling negatif (E°Zn) serta reaksi Ag harus reduksi dan reaksi Zn harus oksidasi