1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

71
06/10/22 1 KULIAH PENDAHULUAN ELEKTROANALISIS Oleh : Oleh : DR. Hj. ATIKAH, MSi, Apt DR. Hj. ATIKAH, MSi, Apt LABORATORIUM KIMIA ANALITIK LABORATORIUM KIMIA ANALITIK JURUSAN KIMIA FMIPA UNIBRAW JURUSAN KIMIA FMIPA UNIBRAW 20 20 12 12

Transcript of 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

Page 1: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 1KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Oleh :Oleh :

DR. Hj. ATIKAH, MSi, AptDR. Hj. ATIKAH, MSi, AptLABORATORIUM KIMIA ANALITIKLABORATORIUM KIMIA ANALITIKJURUSAN KIMIA FMIPA UNIBRAWJURUSAN KIMIA FMIPA UNIBRAW

20201212

Page 2: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 2KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

POKOK BAHASAN :POKOK BAHASAN : PotensiometriPotensiometri VoltametriVoltametri KonduktometriKonduktometri KoulometriKoulometri

Page 3: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 3KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Frekuensi Penggunaan Teknik Frekuensi Penggunaan Teknik Analitik di LaboratoriumAnalitik di Laboratorium

MetodaMetoda % Penggunaan di % Penggunaan di LabLab

Potentiometri (pH)Potentiometri (pH) 75%75%

PolarografiPolarografi 12%12%

Electroda Selektif- Ion Electroda Selektif- Ion 30%30%

UV/Vis spectroscopyUV/Vis spectroscopy 50% 50%

AAS or FESAAS or FES 30%30%

Page 4: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 4KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

KEUNTUNGAN METODA KEUNTUNGAN METODA ELEKTROANALISISELEKTROANALISIS

Cepat, murah , spesifik untuk bentuk kimia Cepat, murah , spesifik untuk bentuk kimia analit, merespon terhadap aktivitas analit, merespon terhadap aktivitas (konsentrasi)(konsentrasi)

Dapat digunakan secara in situDapat digunakan secara in situ Dapat untuk informasi :Dapat untuk informasi :

Keadaan/tingkat oksidasiKeadaan/tingkat oksidasi StoichiometriStoichiometri Kecepatan reaksiKecepatan reaksi Transfer muatanTransfer muatan Menghitung konstanta kesetimbangan reaksi Menghitung konstanta kesetimbangan reaksi

(K)(K)

Page 5: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 5KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Electroanalytical methods

Voltammetry I=f(E)

bulk methods

Conductometry G=1/R

Conductometric titrations

Interfacial methods

Static methods i=0

dynamic methods i > 0

potentiometry E

Potentiometric titrations volume

Constant current

Controlled potential

Electrogravimetry (wt)

Coulometric titrations Q=itElectrogravimetry

(wt)

Amperometric titrations volume

Constant electrode potential coulometry

Q = i dt

Page 6: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 6KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Elektrokimia merupakan disiplin ilmu yang Elektrokimia merupakan disiplin ilmu yang mengembangkan sistem hubungan antara mengembangkan sistem hubungan antara teori dan pengukuran secara kuantitatif teori dan pengukuran secara kuantitatif

Aplikasi & penggunaanya adalah baik di Aplikasi & penggunaanya adalah baik di bidang kimia teori maupun terapan bidang kimia teori maupun terapan

Misal : mempelajari fenomena korosi, Misal : mempelajari fenomena korosi, mekanisme & kinetika reaksi elektrokimia mekanisme & kinetika reaksi elektrokimia pada elektroda selektif ion , opdote dan sensor pada elektroda selektif ion , opdote dan sensor kimia lainnya, alat elektrosintesis senyawa kimia lainnya, alat elektrosintesis senyawa organik & anorganik, mengatasi masalah organik & anorganik, mengatasi masalah pangukuran analisis secara kuantitatif pangukuran analisis secara kuantitatif

Page 7: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 7KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Kimia elektroanalisis merupakan kelompok Kimia elektroanalisis merupakan kelompok metoda analisis kuantitatif berdasarkan metoda analisis kuantitatif berdasarkan pengukuran siafat listrik larutan analit pengukuran siafat listrik larutan analit (sebagai bagian dari sel elektrokimia)(sebagai bagian dari sel elektrokimia)

Sistek Eksperimen Terdiri :Sistek Eksperimen Terdiri : Elektrolit, sistem kimia yang mampu Elektrolit, sistem kimia yang mampu

menghantarkan arus listrikmenghantarkan arus listrik Alat ukur (rangkaian luar), untuk mengukur Alat ukur (rangkaian luar), untuk mengukur

sinyal listriksinyal listrik Elektroda, konduktor yang berfungsi Elektroda, konduktor yang berfungsi

menghubungkan sistem alat ukur dengan menghubungkan sistem alat ukur dengan elektrolitelektrolit

Page 8: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 8KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sistem pengukuran sel Sistem pengukuran sel elektrokimiaelektrokimia

Page 9: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 9KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

TERMINOLOGI TERMINOLOGI ELEKTROKIMIAELEKTROKIMIA

AnodAAnodAElektroda dimana reaksi oksidasi terjadiElektroda dimana reaksi oksidasi terjadi

KatodaKatodaElektroda dimana reaksi reduksi terjadiElektroda dimana reaksi reduksi terjadi

ElektrolitElektrolitMedium kimia yang mampu Medium kimia yang mampu menghantarkan arus listrik (=migrasi menghantarkan arus listrik (=migrasi muatan)muatan)

Page 10: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 10KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Elektroda dalam Elektroda dalam ElektrokimiaElektrokimia

Working (indicator) electrodeWorking (indicator) electrodeSurface at which reaction of interest takes Surface at which reaction of interest takes placeplace

Reference electrodeReference electrode

Maintains constant Maintains constant potentialpotential independent of independent of currentcurrent flow flow

Counter electrodeCounter electrodeCurrentCurrent supporting electrode; does not supporting electrode; does not influence reaction or influence reaction or potentialpotential of interest of interest

Page 11: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 11KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

1.1. PengukuPengukuran berdasarkan hubungan ran berdasarkan hubungan konsentrasi sampel dengan jumlah konsentrasi sampel dengan jumlah respon listrik yang terukur (metoda respon listrik yang terukur (metoda Penunjuk):Penunjuk):

Arus (Amperometri)Arus (Amperometri) Potensial (Potensiometri)Potensial (Potensiometri) Tahanan (konduktansi) = KonduktometriTahanan (konduktansi) = Konduktometri Kapasitansi (muatanKapasitansi (muatan) = ) = KoulometriKoulometri

Page 12: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 12KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

2. Pengukuran listrik digunakan membanrtu 2. Pengukuran listrik digunakan membanrtu penentuan titik ekivalen titasi analitpenentuan titik ekivalen titasi analit

3.Pengukuran arus listrik untuk mengkonversi 3.Pengukuran arus listrik untuk mengkonversi (mengubah) analit ke bentuk yang dapat (mengubah) analit ke bentuk yang dapat diukur secara gravimetri atau volumetri diukur secara gravimetri atau volumetri ((ElektrogravimetriElektrogravimetri))

Pengetahuan yang diperlukan untuk Pengetahuan yang diperlukan untuk memahami metoda elektroanalisis :memahami metoda elektroanalisis :

Aspek teori Aspek teori Aspek praktis Aspek praktis Sel elektrokimiaSel elektrokimia

Page 13: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 13KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sel ElektrokimiaSel Elektrokimia

Sel Galvani (sel Voltaic)— Reaksinya Sel Galvani (sel Voltaic)— Reaksinya spontan; reaksi kimia redoks spontan; reaksi kimia redoks menghasilkan listrikmenghasilkan listrik

Sel Elektrolisis— reaksinya non-spontan; Sel Elektrolisis— reaksinya non-spontan; menggunakan listrik untuk menggunakan listrik untuk menghasilkan reaksi kimia redoksmenghasilkan reaksi kimia redoks

Banyak sel elektrokimia dapat Banyak sel elektrokimia dapat dioperasikan baik secara galvani atau dioperasikan baik secara galvani atau elektrolitik dengan mengubah kondisi elektrolitik dengan mengubah kondisi operasional eksperimenoperasional eksperimen

Page 14: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 14KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sel Volta atau Sel Galvanik - listrik pasif

(tidak butuh “sumber dc”)

• elektron bergerak karena reaksi spontan

• Memanfaatkan kimia untuk memperoleh energi

• elektron diambil oleh katoda dengan reduksi, mengakibatkan elektron bergerak ke arah katoda

• Dapat digunakan sebagai sumber dc untuk sel elektrolitik.

Page 15: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 15KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sel elektrokimia - butuh “sumber dc” = pompa elektron (contoh: baterai)

• elektron dipaksa bergerak satu arah, tidak bergantung pada kespontanan

• energi listrik digunakan agar reaksi nonspontan dapat terjadi

• elektron digerakkan ke katoda oleh pompa elektron sehngga terjadi reduksi.

Page 16: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 16KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sel elektrokimia – Rangkaian yang terdiri dari konduktor elektrolit dan konduktor logam

Elektroda - menghubungkan konduktor logam dan konduktor elektrolit

Suatu sel elektrokimia tersusun dari Suatu sel elektrokimia tersusun dari 2 konduktor yang disebut elektroda 2 konduktor yang disebut elektroda yang masing-masing dicelupkan yang masing-masing dicelupkan dalam larutan elektrolit yang sesuai dalam larutan elektrolit yang sesuai

Page 17: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 17KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Agar supaya listrik dapat mengalir Agar supaya listrik dapat mengalir diperlukan :diperlukan :

1. 1. ke 2 Elektroda dihubungkan secara ke 2 Elektroda dihubungkan secara eksternal dengan konduktor logameksternal dengan konduktor logam

2. ke 2 larutan elektrolit yang kontak 2. ke 2 larutan elektrolit yang kontak dengannya memungkinkan terjadinya dengannya memungkinkan terjadinya pergerakan ion-ion dari satu ke pergerakan ion-ion dari satu ke lainnya lainnya

(Lihat gambar sel Galvani) pada slide (Lihat gambar sel Galvani) pada slide berikut ini berikut ini

Page 18: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 18KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sel Elektrokimia

19.2

reaksi redoksspontan

anodaoksidasi

katodareduksi

Menarik anion Menarik kation

Page 19: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 19KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sel Galvani No.1

Page 20: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 20KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Dalam sel galvani :Dalam sel galvani :

Tabung Kaca yang berisi jembatan Tabung Kaca yang berisi jembatan garam bersifat porousgaram bersifat porous

Memungkinkan ion ZnMemungkinkan ion Zn2+2+; Cu; Cu2+2+; dan ; dan SOSO44

2-2- seperti halnya molekul H seperti halnya molekul H22O O dapat bergerak menembus jembatan dapat bergerak menembus jembatan diantara ke 2 larutan elektrolitdiantara ke 2 larutan elektrolit

Kaca jembatan garam mencegah Kaca jembatan garam mencegah percampuran isi dari ke 2 bilik selpercampuran isi dari ke 2 bilik sel

Page 21: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

Reaksi pada sel GalvaniReaksi pada sel Galvani

04/13/23 21KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Reaksi redoks

Page 22: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 22KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

SEL GALVANI DENGAN SEL GALVANI DENGAN JEMBATAN GARAMJEMBATAN GARAM

Ada konduksi listrik melalui 3 proses :Ada konduksi listrik melalui 3 proses : Elektron melalui logamElektron melalui logam Migrasi ion ( kation & anion) dalam Migrasi ion ( kation & anion) dalam

Larutan Larutan Proses reaksi oksidasi/reduksi yang terjadi Proses reaksi oksidasi/reduksi yang terjadi

pada permukaan ke 2 elektroda dimana pada permukaan ke 2 elektroda dimana konduksi ionik larutan digabung dengan konduksi ionik larutan digabung dengan konduksi elektron elektroda menghasilkan konduksi elektron elektroda menghasilkan aliran listrik menghasilkan beda potensial aliran listrik menghasilkan beda potensial pada anatarmuka elektroda-larutanpada anatarmuka elektroda-larutan

Page 23: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 23KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Proses pada kedua elektroda :Proses pada kedua elektroda :

Reaksi pada kedua elektroda :Reaksi pada kedua elektroda : Reaksi paro anoda :Reaksi paro anoda :

Zn (s) Zn (s) →→ Zn Zn2+2+ + 2e + 2e--

Reaksi paro katoda :Reaksi paro katoda :

CuCu2+2+ + 2e + 2e-- Cu (s) Cu (s) Reaksi sel = jumlah dari 2 reaksi Reaksi sel = jumlah dari 2 reaksi

paroparo

Zn(s) + CuZn(s) + Cu2+2+ Zn Zn2+2+ + Cu(s) + Cu(s)

Page 24: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 24KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Dalam suatu Sel GalvaniDalam suatu Sel Galvani

Zn (Zn (ss)|Zn)|Zn2+2+ ( (aqaq)||Cu)||Cu2+2+ ( (aqaq)|Cu ()|Cu (ss))

anoda: Zn (anoda: Zn (ss) ) Zn Zn2+2+((aqaq) + 2 e) + 2 e–– EE°=+0.76 V°=+0.76 V

katoda: Cukatoda: Cu2+2+((aqaq) + 2 e) + 2 e–– Cu ( Cu (ss) ) EE°=+0.34 V°=+0.34 V

sel: Zn (sel: Zn (ss) + Cu) + Cu2+2+((aqaq) ) Zn Zn2+2+((aqaq) + Cu () + Cu (ss)) E°E°cellcell = 1.10 V = 1.10 V

Page 25: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 25KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

AnodAAnodAElektroda dimana reaksi oksidasi terjadiElektroda dimana reaksi oksidasi terjadi

KatodaKatodaElektroda dimana reaksi reduksi terjadiElektroda dimana reaksi reduksi terjadi

Definisi dipakai baik untuk sel galvani Definisi dipakai baik untuk sel galvani maupun elektrolisismaupun elektrolisis

Dalam sel galvani bila elektroda Cu = Dalam sel galvani bila elektroda Cu = katoda & elektroda Zn = anodakatoda & elektroda Zn = anoda

Sel Galvani ini dapat diubah jadi sel Sel Galvani ini dapat diubah jadi sel elektrolisis dengan mengubah katoda: elektrolisis dengan mengubah katoda: elektroda Zn & anoda : elektroda Cuelektroda Zn & anoda : elektroda Cu

Page 26: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 26KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Reaksi sel elektrolisis:Reaksi sel elektrolisis:

Reaksi paro anoda :Reaksi paro anoda :

Cu (s) Cu (s) →→ Cu Cu2+2+ + 2e + 2e--

Reaksi paro katoda :Reaksi paro katoda :

ZnZn2+2+ + 2e + 2e-- Zn (s) Zn (s) Reaksi sel = jumlah dari 2 reaksi Reaksi sel = jumlah dari 2 reaksi

paroparo

Cu(s) + ZnCu(s) + Zn2+2+ Cu Cu2+2+ + Zn(s) + Zn(s)

Page 27: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 27KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Dalam sel dengan cairann penghubung, fungsi Dalam sel dengan cairann penghubung, fungsi

cairan penghubung = mencegah reaksi cairan penghubung = mencegah reaksi langsung antara komponen-komponen dalam langsung antara komponen-komponen dalam kedua sel parokedua sel paro

Bila ke 2 larutan elektrolit dalam sel dengan Bila ke 2 larutan elektrolit dalam sel dengan cairann penghubung dicampur, terjadi cairann penghubung dicampur, terjadi penurunan efisiensi sel, menghasilkan deposisi penurunan efisiensi sel, menghasilkan deposisi (pengen-dapan) Cu pada permukaan Zn(pengen-dapan) Cu pada permukaan Zn

Timbul potensial Timbul potensial junctionjunction pada antarmuka ke pada antarmuka ke 2 larutan elektrolit yang berbeda komposisinya2 larutan elektrolit yang berbeda komposisinya

Diatasi menggunakan sel galvani tanpa Diatasi menggunakan sel galvani tanpa liquid liquid junction junction

Page 28: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 28KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Liquid JunctionsLiquid Junctions

Ideally, Ideally, EEcellcell = E = Ecathodecathode – E – Eanodeanode

In practice, In practice, EEcellcell = E = Ecathodecathode – E – Eanodeanode + + EELJLJ

EELJLJ, the liquid junction potential, , the liquid junction potential, arises from the differential mobility of arises from the differential mobility of the cation and anion in the salt bridgethe cation and anion in the salt bridge

How can How can EELJLJ be minimized?be minimized?

Use a salt bridge containing concentrated Use a salt bridge containing concentrated salt with equal mobility ions, salt with equal mobility ions, e.ge.g., KCl., KCl

Page 29: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 29KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

REAKSI PADA KATODA Ag :

AgCl (s) + e - Ag(s) + Cl- (aq)Pada anoda Pt dilepaskan gas H2 , reaksinya sbb:

H2(g) 2H+ (aq) + 2e -

Reaksi sel :

2AgCl(s) + H2(g) Ag(s) +

2H+ (aq) + 2Cl-

(aq)Karena reaksi H2 dan AgCl lambat, dapat digunakan elektrolit tanpa kehilangan efisiensi sel yang nyata

Page 30: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 30KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Seringkali sel elektrokimia dilengkapi Seringkali sel elektrokimia dilengkapi dengan jembatan garam untuk dengan jembatan garam untuk memisahkan elektrolit dalam katoda memisahkan elektrolit dalam katoda & anoda& anoda

Jembatan garam tersusun dari pipa U Jembatan garam tersusun dari pipa U yang berisi larutan KCl jenuhyang berisi larutan KCl jenuh

Page 31: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 31KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Macam jembatan garam Macam jembatan garam

Page 32: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 32KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Tujuannya adalah untuk menyederhanakan diskripsi Tujuannya adalah untuk menyederhanakan diskripsi sel elektrokimiasel elektrokimia

Pada umumnya suatu sel Galvani digambarkan Pada umumnya suatu sel Galvani digambarkan sebagai tanda garis, yang dimulai dengan anoda di sebagai tanda garis, yang dimulai dengan anoda di sebelah kirisebelah kiri

Sehingga diagram sel Galvani Zn/Cu digambarkan Sehingga diagram sel Galvani Zn/Cu digambarkan sebagai :sebagai :

Zn | ZnSOZn | ZnSO44(x M) | CuSO4(y M) | Cu(x M) | CuSO4(y M) | Cu

atau atau : : Zn | ZnZn | Zn2+2+(x M)| Cu(x M)| Cu2+2+(y M) | Cu(y M) | Cu Keduanya menunjukkan suatu sel dengan Keduanya menunjukkan suatu sel dengan

penghubung cairan penghubung cairan

Page 33: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 33KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Jika kedua sel dihubungkan oleh suatu Jika kedua sel dihubungkan oleh suatu jembatan garam, maka dituliskan jembatan garam, maka dituliskan sebagai :sebagai :

Zn | ZnSOZn | ZnSO44(x M) || CuSO(x M) || CuSO44(y M) | Cu(y M) | Cu

Dua garis tegak pada bagian tengah sel Dua garis tegak pada bagian tengah sel menyatakan jembatan garam (dibuat dua menyatakan jembatan garam (dibuat dua garis karena menyatakan 2 fasa antarmuka garis karena menyatakan 2 fasa antarmuka yang masing-masing membentuk sel paroyang masing-masing membentuk sel paro

Page 34: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 34KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Diskripsi sel secara lengkap meliputi :Diskripsi sel secara lengkap meliputi : potensial sel = 1,10 V timbul pada potensial sel = 1,10 V timbul pada

a.m elektroda Zn/ZnSOa.m elektroda Zn/ZnSO44 (lrt) (lrt) elektron mengalir secara langsung elektron mengalir secara langsung

dari anoda ke katodadari anoda ke katoda Sel paro ZnSel paro Zn2+2+/Zn = anoda ; Cu/Zn = anoda ; Cu2+2+/Cu = /Cu =

katodakatoda Larutan dalam masing-masing sel paro Larutan dalam masing-masing sel paro

adalah ZnSOadalah ZnSO44 dan CuSO dan CuSO44

Pada cairan penghubung juga timbul Pada cairan penghubung juga timbul potensial kecil = E potensial kecil = E LJLJ

Page 35: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 35KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Skematis Sel ke 2Skematis Sel ke 2 Pt, HPt, H22 (p= 1 atm) H (p= 1 atm) H++ (0,01 M), Cl (0,01 M), Cl- -

(0,01M), AgCl (jenuh= 1,8 x10(0,01M), AgCl (jenuh= 1,8 x10-8-8 M), Ag M), Ag Dengan perjanjian :Dengan perjanjian :

Anoda & informasi yang merespon Anoda & informasi yang merespon terhadap larutan dengan mana ia kontak terhadap larutan dengan mana ia kontak diletakkan sebelah kiridiletakkan sebelah kiri

Garis vertikal tunggal = fasa antarmuka Garis vertikal tunggal = fasa antarmuka dimana potensial listrik timbuldimana potensial listrik timbul

Katoda & informasi yang merespon Katoda & informasi yang merespon terhadap larutan dengan mana ia kontak terhadap larutan dengan mana ia kontak diletakkan sebelah kanandiletakkan sebelah kanan

Page 36: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 36KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Hanya ada 2 antar muka, antara Hanya ada 2 antar muka, antara elektrolit-elektroda elektrolit-elektroda

Konsentrasi molekul HKonsentrasi molekul H22 = larutan = larutan jenuh pada tekanan 1 atmjenuh pada tekanan 1 atm

Konsentrasi Ag jenuh = konsentrasi Konsentrasi Ag jenuh = konsentrasi AgAg++ sesuai harga Ksp nya sesuai harga Ksp nya

Adanya jembatan garam ditunjukkan Adanya jembatan garam ditunjukkan oleh 2 garis vertikal, menyatakan oleh 2 garis vertikal, menyatakan beda poten-sial berkaitan dengan beda poten-sial berkaitan dengan masing-masing 2 antarmukamasing-masing 2 antarmuka

Penulisan sel ke 2 : Penulisan sel ke 2 :

Pt,HPt,H22(p atm) H(p atm) H++(xM) M(xM) M2+2+ M M

Page 37: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 37KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Arus listrik di transpor dalam sel oleh Arus listrik di transpor dalam sel oleh migrasi ion-ionmigrasi ion-ion

Pada umumnya dalam konduktor logam Pada umumnya dalam konduktor logam berlaku hukum Ohm :berlaku hukum Ohm :

EE I = I = RR Dengan I = arus (A); E = beda potensial Dengan I = arus (A); E = beda potensial

(V) dan R = tahanan (Ohm )(V) dan R = tahanan (Ohm ) Tahanan tergantung pada macam & Tahanan tergantung pada macam &

konsentrasi ion-ion dalam larutankonsentrasi ion-ion dalam larutan

Page 38: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 38KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Kondisi percobaan pada potensial Kondisi percobaan pada potensial tetap :tetap : Bermacam-macam ion bergerak dalam Bermacam-macam ion bergerak dalam

larutan dengan kecepatan berbedalarutan dengan kecepatan berbeda Kecepatan (mobilitas) ion-ion proton Kecepatan (mobilitas) ion-ion proton

(H(H++)= 7x mobilitas Na)= 7x mobilitas Na++ & 5x mobilitas Cl & 5x mobilitas Cl--

Meskipun semua ion dalam larutan Meskipun semua ion dalam larutan berpartisipasi menghantarkan listrik, berpartisipasi menghantarkan listrik, fraksi dalam membawa listrik oleh satu fraksi dalam membawa listrik oleh satu ion tertentu berbeda dengan farksi yang ion tertentu berbeda dengan farksi yang dibawa oleh ion lainnyadibawa oleh ion lainnya

Fraksi pembawa arus tergantung : Fraksi pembawa arus tergantung : konsentrasi relatif ion & mobilitas ion-ionkonsentrasi relatif ion & mobilitas ion-ion

Page 39: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 39KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

HASIL PERUBAHAN ARUS YANG HASIL PERUBAHAN ARUS YANG TIMBUL DARI 6 ELEKTRONTIMBUL DARI 6 ELEKTRON

(A) SEBELUM ADA ARUS (B) SETELAH ADA ARUS

Page 40: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 40KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sel dibagi menjadi 3 bilik imaginerSel dibagi menjadi 3 bilik imaginer Masing-masing terdiri 6 ion HMasing-masing terdiri 6 ion H++ & ion Cl & ion Cl--

6 elektron didorong ke katoda oleh 6 elektron didorong ke katoda oleh baterei, menghasilkan :baterei, menghasilkan : 3 molekul H3 molekul H22

di permukaan anoda & di permukaan anoda & katodakatoda

3 molekul Cl3 molekul Cl22

Karena muatan yang dihasilkan tidak Karena muatan yang dihasilkan tidak sama, maka dilakukan penyeimbangan sama, maka dilakukan penyeimbangan muatan dengan jalan menghilangkan muatan dengan jalan menghilangkan ion-ion dari bilik elektroda melalui ion-ion dari bilik elektroda melalui migrasi ion.migrasi ion.

Page 41: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 41KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Ion positif bergerak ke elektroda Ion positif bergerak ke elektroda negatif & sebaliknyanegatif & sebaliknya

Karena mobilitas HKarena mobilitas H++ =>5x ion Cl =>5x ion Cl-- dapat menimbulkan perbedaan dapat menimbulkan perbedaan konsentrasi dalm bilik bagian luar konsentrasi dalm bilik bagian luar elektroda selama elektrolisiselektroda selama elektrolisis

Akibatnya, timbul arus listri 5/ 6 x Akibatnya, timbul arus listri 5/ 6 x hasil dari pergerakan ion Hhasil dari pergerakan ion H++ dan 1/6 x dan 1/6 x dari transpor ion Cldari transpor ion Cl--

Arus yang diperlukan tidak berasal Arus yang diperlukan tidak berasal dari transpor reaktan elektrodadari transpor reaktan elektroda

Page 42: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 42KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Jika dalam 3 bilik sel elektrokimia masing- Jika dalam 3 bilik sel elektrokimia masing- masing dimasukkan 100 ion Kmasing dimasukkan 100 ion K++ & NO & NO33

--, , maka ketidak samaan muatang hasil maka ketidak samaan muatang hasil elektrolisis dapat diatasi oleh migrasi spesi elektrolisis dapat diatasi oleh migrasi spesi ionik yang ditambahkan tadi, seperti oleh ionik yang ditambahkan tadi, seperti oleh ion Hion H++ &Cl &Cl--

Garam yang ditambahkan harus berlebih , Garam yang ditambahkan harus berlebih , supaya aliran listrik dalam sel dibawa oleh supaya aliran listrik dalam sel dibawa oleh ion Kion K++ &NO &NO33

-- dibandingkan oleh ion-ion dibandingkan oleh ion-ion reaktanreaktan

Sehingga arus yang mengalir pada Sehingga arus yang mengalir pada permukaan elektroda hanya berasal dari ion permukaan elektroda hanya berasal dari ion HH++ &Cl &Cl--

Page 43: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 43KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Proses dalam Elektroda Proses dalam Elektroda

Proses FaradaikProses Faradaikreaksi Oksidari atau reduksi (=transfer reaksi Oksidari atau reduksi (=transfer elektron)elektron)

Proses Non FaradaikProses Non Faradaik- Adsorpsi- Adsorpsi

- Perubahan struktural pada antarmuka - Perubahan struktural pada antarmuka larutan elektrolit-Electroda menghasilkan, larutan elektrolit-Electroda menghasilkan, misal ,misal , arus muatan (karena terbentuk arus muatan (karena terbentuk lapisan rangkap listrik)lapisan rangkap listrik)

- Transpor massa- Transpor massa

Page 44: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 44KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Electrode ProcessesElectrode Processes

Page 45: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 45KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Bila digunakan arus DC pada sel Bila digunakan arus DC pada sel elektrokimia, konduksi muatan perlu elektrokimia, konduksi muatan perlu reaksi oksidasi pada anoda & reduksi reaksi oksidasi pada anoda & reduksi pada katodapada katoda

Proses elektrokimia & arus yang Proses elektrokimia & arus yang ditimbulkan dinamakan ditimbulkan dinamakan faradaikfaradaik

Arus nonfaradaik Arus nonfaradaik melibatkan melibatkan pembentukan pembentukan lapislapis rangkap listrikrangkap listrik pada pada antarmuka larutan-elektrodaantarmuka larutan-elektroda

Pada potensial AC dapat terjadi knduksi Pada potensial AC dapat terjadi knduksi faradaik & non faradaikfaradaik & non faradaik

Page 46: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 46KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Arus non FaradaikArus non Faradaik timbul jika timbul jika pemberian potensial pada elektroda pemberian potensial pada elektroda logam yang dicelupkan larutan logam yang dicelupkan larutan elektrolitelektrolit

Perubahan sesaat arus ini Perubahan sesaat arus ini menghasilkan kelebihan/kekurangan menghasilkan kelebihan/kekurangan muatan negatif pada permukaan logammuatan negatif pada permukaan logam

Sebagai konsekwensi mobilitas ion-ion Sebagai konsekwensi mobilitas ion-ion terbentuk lapisan larutan dekat terbentuk lapisan larutan dekat permukaan elektroda bermuatan permukaan elektroda bermuatan berlawananberlawanan dengan muatan dengan muatan permukaan elektrodapermukaan elektroda

Page 47: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 47KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Pembentukan lapis rangkap Pembentukan lapis rangkap listrik hasil penggunaan listrik hasil penggunaan

potensial listrikpotensial listrik

(a)

(b)

Ads. Ion berlawanan muatan

-

-

+

-

-

Pasangan ion

Double layer Akumulasi

ion++

-- kapasit

or

Tahanan

Page 48: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 48KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Lapisan bermuatan terdiri dari 2 Lapisan bermuatan terdiri dari 2 bagian :bagian :

1.1. Lapisan dalam yang kompak, dima terjadi Lapisan dalam yang kompak, dima terjadi penurunan potensial secara linier dengan penurunan potensial secara linier dengan jarak dari permukaan elektroda ( Gambar jarak dari permukaan elektroda ( Gambar B)B)

2.2. Lapisan lebih menyebar. Dimana Lapisan lebih menyebar. Dimana penurunan potensial secara eksponensial penurunan potensial secara eksponensial dengan jarak dari permukaan elektroda dengan jarak dari permukaan elektroda (Gambar B)(Gambar B)

Hal ini menunjukkan adanyan Hal ini menunjukkan adanyan ketidak ketidak homogenan muatanhomogenan muatan listriklistrik dalam dalam lapisan rangkap listriklapisan rangkap listrik

Page 49: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 49KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Arus MuatanArus Muatan

Adalah suatu arus sesaat Adalah suatu arus sesaat nonfaradaiknonfaradaik yang menimbulkan suatu yang menimbulkan suatu electricalelectrical double layer (lapis rangkap listrik)double layer (lapis rangkap listrik)

Pada permukaan elektroda, Pada permukaan elektroda, EE//rr adalah linear ( Gb.B); semakin jauh adalah linear ( Gb.B); semakin jauh dari permukaan elektroda dari permukaan elektroda EE//rr adalah eksponensial (Gb.B)adalah eksponensial (Gb.B)

Ketebalan Ketebalan electricalelectrical double layerdouble layer sekitar 20-300 Åsekitar 20-300 Å

Page 50: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 50KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

LAPIS RANGKAP LISTRIK LAPIS RANGKAP LISTRIK DALAM POTENSIAL DCDALAM POTENSIAL DC

Lapis rangkap listrik yang dibentuk oleh Lapis rangkap listrik yang dibentuk oleh potensial DC melibatkan timbulnya arus sesaat potensial DC melibatkan timbulnya arus sesaat yang segera turun ke harga nol ( elektroda yang segera turun ke harga nol ( elektroda menjadi terpolarisasi) kalau terjadi proses menjadi terpolarisasi) kalau terjadi proses faradaikfaradaik

Dengan suatau arus bolak-balik (AC) akan Dengan suatau arus bolak-balik (AC) akan terjadi pembalikan muatan dengan setiap ½ terjadi pembalikan muatan dengan setiap ½ siklus pada saat ion negatif pada lapis pertama siklus pada saat ion negatif pada lapis pertama dan ion positif pada lapis kedua berikatan dan ion positif pada lapis kedua berikatan dengan permukaan elektrodadengan permukaan elektroda

Energi listrik dipakai dan diubah menjadi energi Energi listrik dipakai dan diubah menjadi energi panas mengakibatkan pergerakan ion-ion.panas mengakibatkan pergerakan ion-ion.

Page 51: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 51KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sehingga setiap permukaan elektroda Sehingga setiap permukaan elektroda bersifat sebagai bidang kapasitor, bersifat sebagai bidang kapasitor, dengan harga kapasi-tansi cukup besar dengan harga kapasi-tansi cukup besar (beberapa ratus – beberapa ribu uF per (beberapa ratus – beberapa ribu uF per cmcm33))

Arus kapasitansi meningkat dengan Arus kapasitansi meningkat dengan frekuensi & ukuran elektrodafrekuensi & ukuran elektroda

Dengan mengontrol variabel tersebut Dengan mengontrol variabel tersebut dapat dilakukan pengaturan kondisidapat dilakukan pengaturan kondisi

Semua listrik arus bolak-balik yang Semua listrik arus bolak-balik yang mengalir melalui sel dibawa menembus mengalir melalui sel dibawa menembus antarmuka elektroda-larutan dengan antarmuka elektroda-larutan dengan proses proses non faradaiknon faradaik ini ini

Page 52: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 52KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sel Galvani no.2 menghasilkan potensial sel Sel Galvani no.2 menghasilkan potensial sel = 0,46V= 0,46V

Jika baterei dengan potensial > 0,46 V Jika baterei dengan potensial > 0,46 V diinjeksikan ke sistem sel galvani, maka diinjeksikan ke sistem sel galvani, maka kutub (-) dihubungkan ke elektroda platina, kutub (-) dihubungkan ke elektroda platina, maka terjadi pembalikan arah pengaliran maka terjadi pembalikan arah pengaliran elektron, sehingga reaksi pada ke 2 elektron, sehingga reaksi pada ke 2 elektroda menjadi:elektroda menjadi:

2 Ag(s) + 2Cl2 Ag(s) + 2Cl-- 2AgCl (s) + 2e 2AgCl (s) + 2e- -

(Anoda)(Anoda)

2 H2 H++ + 2e + 2e-- H H22 (g) (Katoda) (g) (Katoda)

Page 53: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 53KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Gambar sel Galvani no.2Gambar sel Galvani no.2

Page 54: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 54KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sebagai anoda : elektroda AgSebagai anoda : elektroda Ag Sebagai katoda : elektroda PtSebagai katoda : elektroda Pt Sel ( atau suatu elektroda) untuk Sel ( atau suatu elektroda) untuk

mana perubahan arah arus listrik mana perubahan arah arus listrik menyebabkan pembalikan reaksi menyebabkan pembalikan reaksi elektrokimia disebut elektrokimia disebut reversibelreversibel secara kimiasecara kimia

Sel dimana arus balik yang Sel dimana arus balik yang menghasilkan reaksi berbeda pada menghasilkan reaksi berbeda pada salah satu atau kedua elektroda salah satu atau kedua elektroda disebut disebut irriversibel irriversibel secara kimiasecara kimia

Page 55: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 55KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sel Galvani no.1 secara kimia adalah Sel Galvani no.1 secara kimia adalah reversibelreversibel

Jika sejumlah kecil asam encer Jika sejumlah kecil asam encer dimasukkan ke dalam bilik elektroda Zndimasukkan ke dalam bilik elektroda Zn

Terjadi kecenderungan reaksi kimia Terjadi kecenderungan reaksi kimia irriversibelirriversibel

logam Zn tidak terdeposit pada katoda logam Zn tidak terdeposit pada katoda meskipun digunakan potensial, sehingga meskipun digunakan potensial, sehingga HH22 akan terbentuk melalui reaksi: akan terbentuk melalui reaksi:

2H2H++ + 2e + 2e-- H H22 (g) (g) Elektroda Zn & sel menjadi Elektroda Zn & sel menjadi irriversibelirriversibel

oleh adanya asam oleh adanya asam

Page 56: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 56KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Sel Galvani No.1

19.2

reaksi redoksspontan

anodaoksidasi

katodareduksi

Menarik anion Menarik kation

Page 57: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 57KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Bagaimana kita tahu reaksi spontan?

Apakah potensial listrik?

Bagaimana konsentrasi mempengaruhi proses?

Gaya elektromotif (emf) adalah potensial listrik sel

E (emf) units = volts (V)

emf adalah selisih potensial antara anoda dan katoda

Page 58: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 58KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Kespontanan Reaksi Redoks

G = -nFEsel

G0 = -nFEsel0

n = jumlah mol elektron dalam reaksi

F = 96.500J

V • mol = 96.500 C/mol

G0 = -RT ln K = -nFEsel0

Esel0 =

RTnF

ln K(8,314 J/K•mol)(298 K)

n (96.500 J/V•mol)ln K=

=0,0257 V

nln KEsel

0

=0,0592 V

nlog KEsel

0

kespontanan G < 0 energi = Q E = -nFEsel

Total muatan

Page 59: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 59KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS 19.4

G0 = -RT ln K

G = -nFEsel

Kespontanan Reaksi Redoks

Page 60: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 60KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Petensial yang timbul dalam sel elektrokimia Petensial yang timbul dalam sel elektrokimia merupakan ukuran kecenderungan reaksi merupakan ukuran kecenderungan reaksi mencapai keadaan kese-timbangan, dinyatakan mencapai keadaan kese-timbangan, dinyatakan oleh persamaan Nernst sebagai : oleh persamaan Nernst sebagai :

E=EE=Eoo´+2.303RT log´+2.303RT log [[RedRed]] nF nF [[OksOks]]

ax = γ[x]ax = γ[x]

Potensial terukur E Vs elektroda pembandingPotensial terukur E Vs elektroda pembanding Reaksi reduksi standar : semua reaksi relatif Reaksi reduksi standar : semua reaksi relatif

terhadap reaksi Hterhadap reaksi H22/H/H++, pada suhu 298 K, satuan , pada suhu 298 K, satuan aktivitas semua spesi ionik dan pH, yang diukur aktivitas semua spesi ionik dan pH, yang diukur relatif terhadap elektroda pembanding relatif terhadap elektroda pembanding

REAKTAN

PRODUK

Page 61: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 61KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Efek Konsentrasi terhadap Emf Sel

G = G0 + RT ln Q G = -nFE sel G0 = -nFE 0

-nFE = -nFE0 + RT ln Q

E = E0 - ln QRTnF

persamaan Nernst

pada 298 K

19.5

-0,0257 V

nln QE0E = -

0,0592 Vn

log QE0E =

Dapat dilihat pada efek

konsentrasi / kondisi non-

standar

Page 62: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 62KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Pengaruh konsentrasi (aktivitas) reaktan & pruduk Pengaruh konsentrasi (aktivitas) reaktan & pruduk pada emf sel dicontohkan sbb:pada emf sel dicontohkan sbb:

2AgCl (s) + H2AgCl (s) + H22(g) 2Cl(g) 2Cl-- + 2H + 2H++ Harga (Konstanta kesetimbangan) K reaksi :Harga (Konstanta kesetimbangan) K reaksi :

K = [HK = [H++]]22 [Cl [Cl--]]22

(p(pH2H2)) Q ( tidak konstan, tetapi berubah sampai Q ( tidak konstan, tetapi berubah sampai

mencapai kesetimbangan) Q = Kmencapai kesetimbangan) Q = K

Q = [HQ = [H++]]22 [Cl [Cl--]]22

(p(pH2H2))aa

Indeks a menyatakan konsentrasi sesaat Indeks a menyatakan konsentrasi sesaat (bukan konsentrasi kesetimbangan)(bukan konsentrasi kesetimbangan)

Page 63: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 63KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Untuk reaksi sel no.2 : Untuk reaksi sel no.2 :

EEselsel = -RT ln [H = -RT ln [H++]]22 aa[Cl[Cl--]]22a a + RT ln K+ RT ln K

nF (pnF (pH2H2))a a nFnF

Suku terakhir persamaan di atas adalah Suku terakhir persamaan di atas adalah konstan, yang disebut sebagai konstan, yang disebut sebagai potensial standar, Epotensial standar, Eoo

selsel , untuk sel , untuk sel menjadi :menjadi :

EEooselsel = RT ln K = RT ln K

nFnF

Page 64: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 64KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Potensial sel (Esel) dinyatakan Potensial sel (Esel) dinyatakan dengan persamaan Nernst :dengan persamaan Nernst :

EEselsel = E = Eooselsel – RT ln – RT ln [H[H++]]22

aa[Cl[Cl--]]22aa

nF (pnF (pH2H2))a a

Potensial standar = potensial sel Potensial standar = potensial sel

dimana reaktan produk pada satuan dimana reaktan produk pada satuan konsentrasi (aktivitas) & tekanan konsentrasi (aktivitas) & tekanan standarstandar

Page 65: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 65KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Page 66: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 66KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

PolarizationPolarization

Suatu elektroda Suatu elektroda yang terpolarisasi yang terpolarisasi ideal akan ideal akan menunjukkan menunjukkan proses faradaic proses faradaic

Mercury (Hg) Mercury (Hg) dalam larutan dalam larutan NaCl menunjukkan NaCl menunjukkan elektroda elektroda mendekati mendekati terpolarisasi idealterpolarisasi ideal

Page 67: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 67KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

DepolarizationDepolarization Suatu arus Suatu arus faradaicfaradaic yang mengalir akan yang mengalir akan

menginduksi elektroda terpolarisasi menginduksi elektroda terpolarisasi dengan penambahan senyawa dengan penambahan senyawa ((depolarizerdepolarizer) yang dapat dioksidasi atau ) yang dapat dioksidasi atau direduksi pada potensial pengukuran direduksi pada potensial pengukuran yang digunakanyang digunakan

Dalam proses yang reversibel, reaksi Dalam proses yang reversibel, reaksi redoks berlangsung cepat, sehingga redoks berlangsung cepat, sehingga senyawa yang tereduksi atau teroksidasi senyawa yang tereduksi atau teroksidasi dalam keadaan kesetimabngan (=proses dalam keadaan kesetimabngan (=proses cepat)cepat)

Page 68: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 68KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Overvoltage (potensial Overvoltage (potensial lebih)lebih)

Merupakan potensial (=voltage) Merupakan potensial (=voltage) lebih yang diperlukan agar reaksi lebih yang diperlukan agar reaksi redoks dapat berlangsung redoks dapat berlangsung dibandingkan dengan kondisi dibandingkan dengan kondisi kesetimbangan kesetimbangan

Terjadi bila reaksi untuk mencapai Terjadi bila reaksi untuk mencapai kesetimbangan kimia berlangsung kesetimbangan kimia berlangsung lambat. lambat.

Page 69: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 69KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Penyebab Potensial Penyebab Potensial LebihLebih

Transfer muatan berlangsung Transfer muatan berlangsung lambat, misal: evolusi gas-gas lambat, misal: evolusi gas-gas

Difusi reaktan ke produk atau Difusi reaktan ke produk atau produk dari elektrode produk dari elektrode

AdsorpsiAdsorpsi Reaksi kimia intermedietReaksi kimia intermediet

Page 70: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 70KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Mass TransportMass Transport Migration—movement induced by electrical Migration—movement induced by electrical

gradient; polarization minimized by?gradient; polarization minimized by?adding excess inert supporting electrolyteadding excess inert supporting electrolyte

Convection—fluid flow or gross physical Convection—fluid flow or gross physical movement of solution; polarization movement of solution; polarization minimized by?minimized by?

stirring or temperature gradientsstirring or temperature gradients Diffusion—movement induced by chemical Diffusion—movement induced by chemical

potential (potential (e.g.e.g., concentration) gradient, concentration) gradient

Page 71: 1 kuliah-pendahuluan-kaii-b-rev

04/13/23 71KULIAH PENDAHULUAN

ELEKTROANALISIS

Concentration and Concentration and ActivityActivity

At low concentration (< 0.02 At low concentration (< 0.02 MM) ) activity is approximately equal to activity is approximately equal to concentration (concentration (a a c c) )

At higher concentrations, At higher concentrations, a = fa = fcccc, , where where ffcc is the is the activity coefficientactivity coefficient at at concentration cconcentration c

ActivityActivity is essentially the corrected is essentially the corrected “effective” concentration of a “effective” concentration of a substancesubstance