Elektrokimia

Elektrokimia merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang hubungan antara perubahan zat dengan arus listrik yang berlangsung dalam sel elektrokimia. Sel elektrokimia di bedakan menjadi dua yaitu sel volta atau sel galvani dan sel elektrolisis.



1.Sel Volta atau Sel GalvaniSel volta atau sel galvani adalah suatu sel elektrokimia yang terdiri atas dua buah elektrode yang dapat menghasilkan energi listrik akibat terjadinya reaksi redoks secara spontan pada kedua elektroda tersebut.

a.Sel Volta

1)Deret volta
a)Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au.
b)Semakin ke kanan, semakin mudah direduksi dan sukar di oksidasi.
c)Semakin ke kiri semakin mudah dioksidasi dan sukar direduksi.


2)Prinsip kerja
a)Terdiri atas elektrode dan elektrolit yang dihubungkan dengan sebuah jembatan garam.
b)Pada anode terjadi reaksi oksidasi dan pada katode terjadi reaksi reduksi.
c)Arus elektron mengalir dari katode ke anode.
d)Arus listrik mengalir dari katode ke anode.
e)Adanya jembatan garam untuk menyetimbangkan ion-ion dalam larutan.
f)Terjadi perubahan energi: energi kimia menjadi energi listrik.


3)Macam-macam sel volta
a)Aki
Aki adalah jenis baterai yang banyak digunakan untuk kendaraan bermotor. Aki menjadi pilihan praktis karena dapat menghasilkan listrik yang cukup besar dan dapat di isi kembali. Sel aki terdiri atas anode Pb (Timbel = timah hitam) dan katode PbO₂ (Timbel(IV) Oksida). Keduanya merupakan zat padat yang dicelupkan dalam asam sulfat. Kedua eletrode tersebut juga hasil reaksinya tidak larut dalam asam sulfat, sehingga tidak diperlukan jembatan garam. Tiap sel aki mempunyai beda potensial kurang lebih 2V. Aki 12V terdiri atas 6 sel yang dihubungkan seri.
Aki dapat di isi kembali karena hsil-hasil reaksi pengosongan aki tetap melekat pada kedua elektrode. Pengisian aki dilakukan dengan membalik arah aliran elektron pada kedua elektrode. Pada pengosongan aki, anode (Pb) mengirim elektron pada katode, sebaliknya pada pengisian aki elektrode Pb dihubungkan dengan kutub negatif sumber arus sehingga PbSO₄ yang terdapat pada elektrode Pb itu direduksi. Sementara itu PbSO₄ yang terdapat pada elektrode PbO₂ mengalami oksidasi membentuk PbO₂.

b)Baterai kering
Baterai kering di temukan oleh Leclanche yang mendapat hak paten atas penemuan itu pada tahun 1866. Sel leclanche terdiri atas suatu silinder zink yang berisi pasta dari campuran batu kawi, salmiak, karbon dan sedikit air (jadi sel ini tidak 100% kering) zink berfungsi sebagai anode sedangkan sebagai katode digunakan elektrode inert, yaitu grafit, yang di celupkan ditengah-tengah pasta. Pasta itu sendiri berfungsi sebagai oksidator.
Potensial suatu sel leclanche adalah 1,5 volt. Sel ini kadang disebut sel kering asam karena adanya NH₄Cl yang bersifat asam. Sel leclenche tidak dapat di isi ulang.


c)Baterai alkalin
Baterai kering jenis alkalin pada dasarnya sama dengan sel Leclanshe, tetapi bersifat basa karena menggunakan KOH menggantikan NH₄Cl dalam pasta.
Potensial dari baterai alkkalin juga sebesar 1,5 Volt, tapi baterai ini dapa bertahan lebih lama.
d)Baterai litium
Baterai litum telah mengalami berbagai penyempuranaan. Baterai litum yang kini banyak di gunakan adalah baterai litium-ion. Baterai litum ion tidak menggunakn logam litium, tetapi ion litium. Ketika ion litum digunakan, ion litum berpindah dari satu elektrode ke elektrode lainnya melalui suatu elektrolit. Ketika di Charge, aliran ion litium dibalik.

b. Sel  GalvaniSebuah sel galvani terdiri dari dua setengah sel, masing-masing terdiri dari sebuah elektrode dan sebuah elektrolit. Kedua elektrolit dihubungkan dengan suatu jembatan garam. Jika elektrode dihubungkan dengan kawat, elektron akan mengalir menurut arah yang ditunjukkkan. Gerak elektron dalam kawat menunjukkan bahwa suatu arus listrik mengalir. Secara listrik, arah aliran elektron bergantung pada tanda selisih potensial antara elektrode, elektron akan mengalir dari elektrode negatif lewat kawat ke elektrode positif.
Ciri khas dar sel galvani adalah energi bebas yang diubah menjadi energi listrik. Jika pada sel elektrokimia perubahan reaksi terjadi karena potensial elekrik yang timbul mendorong reksi kimia tidak spontan menggantikan potensial elektrik yang melintasi elektrode maka pada sel galvani yang terjadi kebalikannya. Pada sel galvani, aliran elekron di proodksi sebagai hasil dari reaksi spontan oksidasi-reduksi.


c.Notasi Sel Pada notasi sel, bagian kanan menyatakan katode ( yang mengalami reduksi), dan  bagian kiri menyatakan anode (yang mengalami oksidasi). Pemisahan oleh jembatan garam dinyatakan oleh II sedangkan batas fasa dinyatakan I .

Contoh :
Tuliskan notasi sel untuk reaksi
Cu²⁺ +Zn => Cu + Zn ²⁺ 
Maka notasi selnya : Zn I Zn²⁺ II Cu²⁺ I Cu


Sumber: elektrokimia