Elektrokimia adalah bidang Kimia yang mempelajari reaksi yang melibatkan transfer elektron dan interkonversi energi kimia menjadi energi listrik.
Elektrokimia diterapkan pada pembuatan banyak perangkat yang digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari, seperti baterai, ponsel, senter, komputer, dan kalkulator.
Reaksi Oksidasi
Dalam elektrokimia, reaksi yang dipelajari adalah reaksi redoks. Mereka dicirikan oleh kerugian dan keuntungan dari elektron. Ini berarti bahwa transfer elektron dari satu spesies ke spesies lainnya.
Seperti namanya, reaksi redoks terjadi dalam dua langkah:
- Oksidasi: Kehilangan elektron. Unsur yang menyebabkan oksidasi disebut oksidator.
- Pengurangan: Perolehan elektron. Unsur yang menyebabkan reduksi disebut reduktor.
Namun, untuk mengetahui siapa yang memperoleh dan siapa yang kehilangan elektron, Anda harus mengetahui bilangan oksidasi unsur-unsur tersebut. Lihat contoh redoks ini:
Zn(s) + 2H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g)
Unsur Seng (Zn2+) dioksidasi dengan kehilangan dua elektron. Pada saat yang sama, itu menyebabkan pengurangan ion hidrogen. Oleh karena itu, itu adalah agen pereduksi.
Ion (H)+) memperoleh elektron, mengalami reduksi. Akibatnya, itu menyebabkan oksidasi seng. Ini adalah agen pengoksidasi.
tahu lebih banyak tentang Oksidasi.
Baterai dan Elektrolisis
Studi elektrokimia terdiri dari baterai dan elektrolisis. Perbedaan antara kedua proses tersebut adalah transformasi energi.
- ITU sel mengubah energi kimia menjadi energi listrik, secara spontan.
- ITU elektrolisis mengubah energi listrik menjadi energi kimia, jadi tidak spontan.
tahu lebih banyak tentang Energi.
Tumpukan
Sel, juga disebut sel elektrokimia, adalah sistem tempat berlangsungnya reaksi redoks. Ini terdiri dari dua elektroda dan elektrolit, yang bersama-sama menghasilkan: listrik. Jika kita menghubungkan dua atau lebih baterai bersama-sama, baterai terbentuk.
Elektroda adalah permukaan konduktif padat yang memungkinkan pertukaran elektron.
- Elektroda di mana oksidasi terjadi disebut anoda, mewakili kutub negatif baterai.
- Elektroda tempat reduksi berlangsung adalah katoda, kutub positif baterai.
Elektron dilepaskan di anoda dan mengikuti kawat penghantar ke katoda, di mana reduksi terjadi. Dengan demikian, aliran elektron berpindah dari anoda ke katoda.
Elektrolit atau jembatan garam adalah larutan elektrolit yang menghantarkan elektron, memungkinkan sirkulasinya dalam sistem.
Pada tahun 1836, John Fredric Daniell membangun sebuah sistem yang kemudian dikenal sebagai Daniell Pile. Dia saling berhubungan, dengan kawat logam, dua elektroda.
Satu elektroda terdiri dari pelat seng logam, direndam dalam larutan seng sulfat (ZnSO) berair4), mewakili anoda.
Elektroda lainnya terdiri dari pelat tembaga logam (Cu), direndam dalam larutan tembaga sulfat (CuSO4), mewakili katoda.
Pada katoda terjadi reduksi tembaga. Sedangkan di anoda terjadi oksidasi seng. Menurut reaksi kimia berikut:
Katoda: keledai2+(aq) + 2e- | → Cu0(s)|
anoda: Zn0(s) | → Zn2(aq) + 2e-|
Persamaan Umum: Zn0(s) + Cu2+(aq) | → Cu0(s) + Zn2+(aq)|
"|" menunjukkan perbedaan fase antara reaktan dan produk.
Elektrolisa
ITU elektrolisa itu adalah reaksi oksidasi-reduksi yang terjadi secara non-spontan, yang disebabkan oleh aliran arus listrik yang berasal dari sumber eksternal.
Elektrolisis dapat berupa batuan beku atau air.
Elektrolisis beku adalah salah satu yang diproses dari elektrolit cair, yaitu dengan proses fusi.
Dalam elektrolisis air, pelarut pengion yang digunakan adalah air. Dalam larutan berair, elektrolisis dapat dilakukan dengan elektroda inert atau elektroda aktif (atau reaktif).
aplikasi
Elektrokimia sangat hadir dalam kehidupan kita sehari-hari. Beberapa contohnya adalah:
- Reaksi dalam tubuh manusia;
- Pembuatan berbagai perangkat elektronik;
- Pengisian baterai;
- Elektroplating: pelapisan bagian besi dan baja dengan seng logam;
- Berbagai jenis aplikasi dalam industri kimia.
Karat logam terbentuk oleh oksidasi besi logam (Fe) menjadi kation besi (Fe .)2+) ketika di hadapan udara dan air. Kita dapat menganggap karat sebagai jenis type korosi elektrokimia. Pelapisan dengan seng logam, melalui proses elektroplating, mencegah besi bersentuhan dengan udara.
Latihan
1. (FUVEST) - I dan II adalah persamaan reaksi yang terjadi secara spontan dalam air, dalam arti yang ditunjukkan, dalam kondisi standar.
SAYA. Fe + Pb2+ → Fe+2 + Pb
II. Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe
Menganalisis reaksi seperti itu, sendiri atau bersama-sama, dapat dikatakan bahwa, dalam kondisi standar,
a) elektron ditransfer dari Pb2+ untuk Fe.
b) reaksi spontan harus terjadi antara Pb dan Zn2+.
c) Zn2+ harus menjadi oksidator yang lebih baik daripada Fe2+ .
d) Zn harus mereduksi Pb. secara spontan2+ ke Pb.
e) Zn2+ harus lebih baik oksidator dari Pb2+.
d) Zn harus mereduksi Pb. secara spontan2+ ke Pb.
2. (Unip) Benda besi atau baja dapat dilindungi dari korosi dengan beberapa cara:
I) Menutupi permukaan dengan lapisan pelindung.
II) Menempatkan objek dalam kontak dengan logam yang lebih aktif seperti seng.
III) Menempatkan objek dalam kontak dengan logam yang kurang aktif seperti tembaga.
Benar:
a) hanya aku.
b) hanya II.
c) hanya III.
d) hanya I dan II.
e) hanya I dan III
d) hanya I dan II.
3. (Fuvest) Pada tumpukan jenis yang biasa ditemukan di supermarket, kutub negatifnya terdiri dari lapisan luar seng. Semi-reaksi yang memungkinkan seng berfungsi sebagai kutub negatif adalah:
a) Zn+ + dan- → Zn
b) Zn2+ + 2e- → Zn
c) Zn → Zn+ + dan-
d) Zn → Zn2+ + 2e
e) Zn2+ + Zn → 2Zn+
d) Zn → Zn2+ + 2e
