Pengertian Sel Elektrokimia, Lengkap+Gambar & Penjelasannya

Posted by

Sel elektrokimia adalah suatu alat yang menghasilkan arus listrik dari energi  yang dihasilkan oleh reaksi di dalam selnya, yaitu reaksi oksidasi dan reaksi reduksi (reaksi redoks). Sel elektrokimia tersusun dari dua material penghantar atau konduktor listrik yang disebut dengan katoda dan anoda. Kedua material penghantar ini disebut dengan elektroda. 

Anoda merupakan elektroda tempat terjadinya reaksi oksidasi, sedangkan katoda adalah elektroda tempat terjadinya reaksi reduksi. Reaksi oksidasi adalah reaksi yang menghasilkan kenaikan bilangan oksidasi, sedangkan reaksi reduksi adalah reaksi yang menghasilkan penurunan bilangan oksidasi.

Bilangan oksidasi menunjukkan jumlah total elektron yang telah dipindahkan dari suatu unsur (hal ini akan menghasilkan bilangan oksidasi positif) dan jumlah total elektron yang telah ditambahkan ke dalam suatu unsur (menghasilkan bilangan oksidsai negatif) untuk  mencapai keadaan yang baru. Contoh reaksi redoks  ditunjukkan pada persamaan (1) dan (2). Kedua reaksi tersebut merupakan reaksi yang terjadi dalam sel Daniell. 

Baca juga >> Penjelasan Leaching atau Ekstraksi Padat-Cair
Baca juga >> Pengeertian Larutan Elektron dan Non Elektrolit

Sel Daniell adalah sel elektrokimia yang menggunakan seng (Zn) sebagai anoda dan tembaga (Cu) sebagai katoda. Seng dicelupkan ke dalam seng sulfat (ZnSO4), sedangkan tembaga dicelupkan ke dalam tembaga sulfat (CuSO4). Skema sel Daniell dapat dilihat pada gambar 1.

Elektroda ZN (anoda) : Zn(s)  Zn2+ (aq) + 2e    (1)
Elektroda Cu (katoda) : Cu2+ (aq) +2e  Cu (s)  (2)

Larutan ZnSO4 dan larutan CuSO4 seperti terlihat pada skema sel Daniell (gambar 1) merupakan elektrolit yang mengandung ion-ion yang bebas bergerak dalam sistem. Pada saat elektron-elektron yang bermuatan negatif melewati sirkuit eksternal, ion-ion positif Cu2+ bergerak kearah elektroda yang bermuatan positif, yaitu katoda Cu dan berikatan dengan electron sehingga menjadi Cu(s). Untuk menghindari pencampuran kedua jenis elektrolit, maka kedua sel anoda dan katoda dipisahkan dan dihubungkan dengan suatu jembatan garam (salt bridge).
Dalam suatu sel elektrokimia, jembatan garam menjaga elektronetralitas dalam sel dan memastikan arus tetap mengalir dalam sel. Apabila tidak ada jembatan garam, maka sel anoda-sel katoda tidak akan terhubung secara elektrik. Apabila kedua sel berada dalam satu wadah, maka ion-ion dalam larutan elektrolit akan bercampur dan lebih mudah bereaksi secara langsung daripada melewatkan elektron-elektron ke sirkuit eksternal. Mekanisme kerja jembatan garam adalah sebagai berikut (contoh sel Daniell (Gambar1). 

Baca juga >> Penjelasan Electrowinning , Proses Elektrokimia
Baca juga >> Pengertian Tanah Laterit, Tanah Yang Mengandung Logam

Pada saat elektron-elektron mengalir melalui kawat dari anoda melalui sirkuit eksternal kemudian menuju katoda, maka akan menyebabkan defisiensi  muatan negatif pada sel anoda. Pada saat itu anion-anion (Cl-) dari jembatan garam akan keluar menuju ke sel anoda. Sedangkan pada daerah sel katoda, terjadi defisiensi muatan negatif, sehingga kation-kation (Na+) akan keluar dari jembatan garam menuju sel katoda. Arus listrik yang diproduksi oleh jembatan garam merupakan penjumlahan aliran kation dan anion.

 
Gambar 1. Skema sel Daniell yang menggunakan elektroda seng (Zn) dan tembaga (Cu) serta elektrolit ZnSO4 dan CuSO4

Sel Daniell yang digunakan dalam penjelasan fungsi jembatan garam tersebut merupakan jenis sel Galvani, atau sel Volta. Padas sel Galvani, reaksi kimia terjadi secara spontan yang menghasilkan aliran elektron atau arus listrik. Spontanitas reaksi kimia tersebut yang menyebabkan pada sel Galvani, daerah anoda dan katoda dipisahkan dan diperlukan suatu jembatan garam. Terdapat jenis sel elektrokimia yang berkebalikan karakternya dengan sel Galvani, yaitu sel elektrolisis. 

Padas el elektrolisis, reaksi kimia dalam sel tidak akan terjadi secara spontan. Energi listrik diperlukan untuk terjadinya reaksi kimia dalam sel elektrolisis, sehingga dalam sel elektrolisis tidak diperlukan jembatan garam. Contoh skema sel elektrolisis  adalah elektrolisis pada larutan NaCl dalam air.

Dikutip dari buku Graha Ilmu Elektrokimia : Transformasi Energi Kimia Listrik. Dr. Fitria Rahmawati

Demo Blog NJW V2 Updated at: 3:41:00 PM

0 komentar:

Post a Comment