Proses perpindahan elektron pada sel elektrokimia

 Telah diketahui bahwa energi kimia dapat diubah menjadi energi listrik, dimana energi listrik 

ini dapat disimpan dan baru digunakan jika diperlukan. Selain itu efisiensi perubahan dari 

energi listrik menjadi energi mekanik dapat mencapai hampir 100%. Pertanyaannya sekarang 

adalah bagaimana cara menghasilkan energi listrik dari energi kimia. Pertama Harus Hal 

terlebih dahulu arus listrik itu apa. Arus listrik adalah elektron yang mengalir, jadi apabila 

dapat dibuat aliran elektron maka akan dihasilkan arus listrik. Untuk dapat menghasilkan 

elektron diperlukan sumber elektron, dan sumber elektron yang potensial adalah logam. Pada 

bab tentang tabel berkala telah dijelaskan bahwa logam yang sangat reaktif dalam melepas 

elektron adalah logam-logam yang terletak di golongan 1A (logam alkali) dan golongan 2A 

(logam alkali tanah). Apakah dengan memiliki logam sebagai sumber elektron pasti akan 

arus listrik yang dihasilkan, jawabannya tidak, untuk menghasilkan arus listrik elektron ini harus 

mengalir. Maka hal kedua yang Harus Dijelaskan adalah bagaimana membuat aliran elektron. 

Secara garis besar, agar elektron dapat mengalir, maka harus ada elektron penghasil dan 

penerima elektron. biasanya penghasil elektron adalah, penerima elektron 

adalah ion positif bermuatan positif dalam bentuk ion positif dalam larutan. Pertanyaan berikutnya 

adalah apakah dengan memiliki logam sebagai sumber elektron dan ion positif dalam larutan 

sebagai penerima elektron pasti akan dihasilkan arus listrik, jawabannya adalah belum tentu. 

Karena ada persyaratan agar elektron dapat mengalir, hal ini dijelaskan melalui ilustrasi 

Gambar 15.1.

Gambar 15-1 menunjukkan bagaimana perilaku logam tembaga (Cu) terhadap AgNO3(aq) dan 

terhadap Zn(NO3)2(aq). Reaksi reduksi-oksidasi yang terjadi antara Cu(p) dan Ag+

(aq) dari AgNO3(aq), 

tetapi tidak akan terjadi antara Cu(p) dan Zn2+(aq) dari Zn(NO3)2(aq). Bagaimana perbedaan 

perilaku ini dapat dijelaskan? 

Gambar 15-1

Perbedaan Perilaku Tembaga terhadap Ag+

(aq) dan Zn2+(aq).

(a) Logam tembaga tembaga Ag+ dari AgNO3(aq), 

menghasilkan logam perak. 

Cu(p) + 2 Ag+

(aq) Cu2+(aq) + 2 Ag(p)

tidak berwarna

biru

(b) Logam tembaga tidak mengganti Zn2+ dari Zn(NO3)2(aq).

Cu(p) + Zn+

(aq) tidak ada reaksi

tidak berwarna

Hal ini terjadi karena Kriteria kecenderungan bagi ion logam untuk memperoleh elektron dan 

direduksi menjadi logam bebas tidak sama untuk semua logam. Gambar 15-1 menunjukkan 

Kriteria bahwa ion Ag+ lebih mudah direduksi dibandingkan ion Zn2+. Kriteria ini berdasarkan 

pada sifat baru yang disebut potensial elektroda (kemampuan menghantar listrik). Pada 

bagian ini akan dipelajari lebih jauh tentang potensi elektroda elektroda dan bagaimana cara mengukurnya. 

Dalam elektrokimia, sekeping logam, M, sebagai sumber elektron, seperti pada Gambar 15-2, 

disebut elektroda. Kepingan logam direndam dalam larutan yang mengandung ion logam, 

Mn+, sebagai penerima elektron. Gabungan antara elektroda dan solusi disebut setengah sel. 

Ada tiga logam kemungkinan interaksi yang terjadi antara atom pada elektroda (M) dengan ion 

logam dalam larutan (Mn+). 

• Ion logam Mn+ mungkin menabrak elektroda dan tidak terjadi perubahan.

• Ion logam Mn+ mungkin menabrak elektroda, memperoleh n elektron, dan diubah menjadi 

atom logam M. Disini, ion direduksi.

Atom logam M pada elektroda mungkin kehilangan n elektron dan masuk ke dalam larutan 

sebagai ion Mn+. Disini, atom logam dioksidasi.

Keseimbangan segera terbentuk antara logam dan larutan, yang dapat dinyatakan sebagai 

oksidasi

M(p)

⇄

Mn+(aq) + ne–

pengurangan

 

Apabila terhadap oksidasi kuat, maka diharapkan sedikit muatan negatif akan 

terkumpul pada elektroda (dari elektron yang tersisa). Dan semakin besar kecenderungan untuk 

logam teroksidasi, semakin besar muatan negatif yang dihasilkan. Sebaliknya, larutan 

akan memiliki sedikit konsentrasi ion Mn+ dan memiliki sedikit muatan positif. kapan 

kecenderungan terhadap pengurangan yang kuat, maka diharapkan akan terjadi keadaan kebalikannya, 

sedikit muatan positif akan terakumulasi pada elektroda dan muatan negatif dalam larutan. 

Sayangnya, muatan listrik ini tidak dapat diukur secara langsung. Akan tetapi ada yang dapat 

dilakukan. ketika dua elektroda yang berbeda, elektron akan mengalir dari 

elektroda dengan muatan muatan listrik negatif yang lebih tinggi ke elektroda dengan 

kerapatan muatan listrik negatif lebih rendah. Sifat yang berkaitan erat dengan kerapatan 

muatan listrik negatif disebut potensial elektroda. Jadi arus listrik (elektron) mengalir dari 

potensial elektroda yang lebih tinggi (lebih negatif) ke potensial elektroda yang lebih tinggi 

rendah (lebih tidak negatif). Sekecil apapun perbedaan potensial elektroda yang ada, akan 

mampu menciptakan arus listrik. Pernyataan bahwa arus listrik (elektron) mengalir dari 

elektroda potensial yang lebih tinggi elektroda elektroda lebih rendah 

bahwa tidak semua pasangan elektroda dan larutan ion konsekuensi positif dapat 

menghasilkan arus listrik. Hal ini telah ditunjukkan oleh Gambar 15-1 di atas tentang 

perilaku logam Cu terhadap AgNO3(aq) dan terhadap Zn(NO3)2(aq). Reaksi oksidasi reduksi 

terjadi antara Cu(p) dan Ag+

(aq), tetapi tidak akan terjadi antara Cu(p) dan Zn2+(aq), yang 

menunjukkan bahwa ion Ag+ lebih mudah direduksi dibandingkan dengan ion Zn2+. 

Untuk mengukur perbedaan potensial antara dua buah elektroda, maka harus ada dua buah 

setengah sel (elektroda dan larutan ionnya) yang menyenangkan. Hubungan listrik harus 

dilakukan dengan secara khusus, kedua elektroda logam dan harus dibuat terlebih dahulu 

sedemikian rupa sehingga terbentuk rangkaian yang dimana partikel-partikel tersebut diluncurkan??? Partikel yang dapat mengalir. Kedua elektroda dapat dengan mudah 

dengan kawat logam agar elektron mengalir. Sedangkan arus listrik dalam larutan harus aliran dalam bentuk migrasi ion, dan migrasi ion tidak dapat dilakukan melalui kawat. 

Kontak antara solusi dapat dilakukan melalui membran atau penyumbat berpori yang 

memisahkan kedua solusi, atau melalui solusi ketiga. larutan ketiga ini biasanya 

ke dalam pipa U dan dipadatkan, untuk 'menjembatani' kedua setengah sel. Penghubung ini 

disebut jembatan garam. bila hubungan listrik telah dilakukan dengan benar, gabungan 

kedua setengah sel ini disebut sel elektrokimia. Sebagai contoh adalah sel elektrokimia yang 

terdiri atas setengah sel dimana elektroda tembaga (Cu) direndam dalam larutan Cu2+(aq) dan 

setengah sel lainnya yang terdiri atas elektroda perak (Ag) yang direndam dalam larutan 

Ag+

(aq). Larutan dengan jembatan garam dan pembalasan dengan 

kawat.