Persamaan Nernst
Fajri Rahmat Saputra, Nindia Novari, Nurul Fadhillah Agdisti
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Padang ,
Jln. Prof. Dr.Hamka Air Tawar Padang, Indonesia Telp. 0751 7057420
Abstrak – Sel Galvani adalah suatu sel kimia yang reaksinya bisa mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Pada eksperimen ini, sel galvani disusun dengan menggunakan logam Cu dan logam seng sebagai elektroda dari sel, lalu menggunakan larutan CuSO4.5H2O dengan konsentrasi 1,0 M, 0,1 M, 0,01 M,0,001 M serta larutan ZnSO4.7H2O 1,0 M, dan kertas saring yang telah dicelupkan kedalam larutan ammonium nitrat jenuh sebagai jembatan garam. Eksperimen ini didasarkan pada persamaan Nernst yaitu, persamaan yang menunjukkan hubungan antara Esel dengan konsentrasi larutan yang digunakan, serta dipengaruhi oleh Temperatur pada saat ekspeimen yang dilakukan. Metode yang digunakan dalam eksperimen ini adalah mengukur Esel dari sel galvani lalu membuat grafik antara Esel dengan ln [Zn2+]/[Cu2+]sehingga didapatkan nilai dari RT/nF dan E0sel untuk membuktikan persamaan Nernst. Grafik yang didapat dari percobaan ini bukan merupakan garis lurus atau linear. Hal ini disebabkan oeh beberapa kesalahan dan beberapa faktor.
Kata kunci : sel galvani, persamaan Nernst, potensial elektroda, CuSO4
I. PENDAHULUAN
Reaksi kimia dapat menghasilkan energi atau menyerap energi. Energi yang terjadi biasanya dalam bentuk panas, tetapi bisa diubah dalam bentuk energi listrik, seperti yang terjadi pada sel galvani. Sel ini terdiri dari batang logam Zn tercelup sebagian dalam larutan Zn+2 dan batang logam Cu yang tercelup sebagian dalam larutan Cu+2. Kedua larutan dihubungkan dengan jembatan garam (salt bridge). Logam Zn dalam larutan Zn+2 dan logam Cu larutan Cu+2 masing-masing mempunyai potensial listrik tertentu sehingga keduanya disebut elektroda dan nilai potensialnya disebut potensial elektroda. Nilai potensial elektroda itu bergantung pada jenis logam dan konsentrasi larutan logam tersebut. Nilai potensial reduksi suatu elektroda logam dalam larutannya berkonsentrasi 1,0 M pada suhu 25o C disebut potensial reduksi elektroda standar. Jika logam Zn dan logam Cu dihubungkan dengan potensiometer akan menggerakan jarum sebagai bukti adanya listrik (elektron). Ketika kedua elektroda belum dihubungkan maka tidak ada arus listrik yang mengalir dan perbedaan potensial kedua elektroda adalah maksimum, maka disebut GGL sel atau Esel.
Nilai Esel pada keadaan standar (konsentrasi larutan 1,0 M dan 298 K (250 C) ) dilambangkan sebagai E0sel. Nilai E0sel dapat ditentukan langsung dari nilai potensial elektroda standar. Contohnya untuk sel Zn/ Zn+2 II Cu+2 /Cu : Untuk perhitungan yang tidak memerlukan ketelitian yang tinggi, aktivitas dapat diganti dengan konsentrasi, maka Jika untuk sel Zn/ Zn+2 II Cu+2 /Cu, maka a=b=c=d=1, sehingga persamaan Nernst adalah Tetapi karena zat padat dianggap mempunyai konsentrasi satu, maka [Cu] dan [Zn] adalah satu, sehingga Pada percobaan ini akan dicoba menguji kebenaran persamaan Nernst jika terjadi penyimpangan mungkin disebabkan ketidak-teraturan pengukuran (Tim Kimia Fisika, 2017 : 38-40).
Reaksi elektrokimia digunakan untuk mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Dalam sebuah sel, energi listrik dihasilkan dengan jalan pelpasan elektron pada suhu elektoda (oksidasi) dan penerimaan elektron pada elektroda lainnya (reduksi). Elektroda yang melepaskan elektron dinamakan anoda sedangkan elektroda yang menerima elektron dinamakan katoda. Jadi, sebuah sel selalu terdiri dari dua bagian atau dua elektroda setengah reaksi oksidasi akan berlangsung pada anoda dan setengah reaksi reduksi akan berlangsung di katoda. Dengan kata lain pada sel elektroda kimia kedua setengah reaksi dipisahkan dengan maksud agar aliran listrik (elektron) yang ditimbulkan dapat dipergunakan. Salah satu faktor yang mencirikan sebuah sel adalah gayag erak listrik atau perbedaan potensial listrik antara anoda dan katoda ( Bird, 1993).
Pada sel elktrokimia, elektron akan mengalir dari anoda seng ke katoda tembaga. Hal ini akan menimbulkan perbedaan potensial antara kedua elektroda. Perbedaan potensial akan mencapai maksimum ketika tidak ada arus listrik yang mengalir. Perbedaan maksimum ini dinamakan GGL sel atau Esel. Nilai Esel bergantung pada berbagai faktor seperti suhu, konsentrasi larutan Zn+2 dan konsentrasi larutan Cu+2 dll. Bila konsentrasi larutan Zn+2 dan Cu+2 adalah 1 molar dan suhu sistem adalah 298 K (25o C), Esel berada dalam keadaan standar dan diberi simbol Eosel. Persamaan yang menghubungkan konsentrasi dengan Esel disebut persamaan Nernst (Taba dkk, 2010)
Pengaruh konsentrasi dan persamaan Nernst sel yang konsentrasinya atau tekanannya berbeda dengan nilai keadaan standarnya sering menarik perhatian. Prinsip termodinamika digunakan langsung untuk menentukan pengaruh konsentrasi dan tekanan pada tegangan sel. ( Oxtoby, 2001). Potensial dari sel galvani tergantung pada aktivitas dari berbagai spesies yang menjalani reaksi dalam sel. Persamaan yang menyatakan hubungan ini disebut persamaan Nernst, mengikuti nama seorang ahli kimia fisika, Nernst yang paada tahun 1889 pertama kali menggunakan persamaan ini untuk menyatakan hubungan antara potensial dari sebuah elektron ion metal-metal dan konsentrasi ini dalam sebuah larutan. Dalam sebuah reaksi kimia seperti : Perubahan energi bebas didapat dari persamaan : Dimana adalah energi bebas ketika semua reaktan dan produk berada dalam kondisi standar (aktivitas satu), R adalah gas, 8,314 J/ mol K, dan T adalah suhu absolut ( Day dan Undewood, 1999).
Reaksi yang berlangsung pada elektoda, setelah kiri ditulis sebagai reaksi oksidasi dan reaksi yang berlangsung sebelah kanan ditulis sebagai reaksi reduksi. Reaksi sel adalah jumlah kedua reaksi ini dengan anoda. Ion bermuatan positif mengalir ke elektroda ini untuk direduksi oleh elektron-elektron yang datang dari anoda. Pada sel elektrokimia, katoda adalah elektroda yang bermuatan postif (kation) mengalir ke elektroda ini untuk direduksi. Dengan demikian, di sel galvanik eksternal, elektroda bergerak dari anoda ke katoda dalam sirkuit eksternal, masuk melalui katoda dan keluar melalui anoda (Dogra dan Dogra, 1990).
DOWNLOAD FILE ARTIKEL ----> >>> KLIK DISINI <<<
0 komentar:
Posting Komentar