Sel Volta dan Elektrolisis Larutan ZnSO4
Sel Volta: Dalam sel volta, reaksi redoks terjadi di anoda dan katoda. Anoda adalah elektrode di mana oksidasi terjadi, sedangkan katoda adalah elektrode di mana reduksi terjadi. Dalam kasus ini, kita memiliki dua pasangan redoks yang terlibat: $Cu^{2+}/Cu$ dan $Al^{3+}/Al$. a. Anoda: Pasangan redoks $Cu^{2+}/Cu$ memiliki potensial standar positif (+0,34 volt), sehingga anoda adalah elektrode di mana oksidasi tembaga terjadi. b. Katoda: Pasangan redoks $Al^{3+}/Al$ memiliki potensial standar negatif (-1,67 volt), sehingga katoda adalah elektrode di mana reduksi aluminium terjadi. Notasi sel dan harga $E^{0}$ sel: Notasi sel untuk sel volta ini adalah: $Cu^{2+}(aq) + 2e^{-} \rightarrow Cu(s)$ (anoda) $Al^{3+}(aq) + 3e^{-} \rightarrow Al(s)$ (katoda) Harga $E^{0}$ sel dapat dihitung dengan mengurangi potensial standar katoda dari potensial standar anoda: $E^{0}$ sel = $E^{0}$ katoda - $E^{0}$ anoda $E^{0}$ sel = (-1,67 volt) - (+0,34 volt) $E^{0}$ sel = -2,01 volt Elektrolisis Larutan ZnSO4: Pada elektrolisis larutan ZnSO4 dengan elektrode grafit C, reaksi redoks terjadi di anoda dan katoda. Arus listrik yang dilewatkan melalui larutan menyebabkan ion-ion dalam larutan bergerak dan berpartisipasi dalam reaksi redoks. a. Reaksi redoks yang terjadi: Pada anoda, oksidasi terjadi. Ion seng (Zn) di anoda kehilangan elektron dan menjadi ion Zn2+ yang larut dalam larutan. Reaksi redoksnya adalah: Zn(s) - > Zn2+(aq) + 2e- Pada katoda, reduksi terjadi. Ion hidrogen (H+) dan ion seng (Zn2+) berpartisipasi dalam reaksi reduksi. Reaksi redoksnya adalah: 2H+(aq) + 2e- - > H2(g) b. Massa seng yang mengendap pada katoda: Untuk menentukan massa seng yang mengendap pada katoda, kita perlu menggunakan hukum Faraday. Hukum Faraday menyatakan bahwa jumlah zat yang terlarut atau terendap pada elektrode sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilewatkan melalui larutan. Dalam kasus ini, arus listrik yang dilewatkan adalah 10 ampere dan waktu elektrolisis adalah 9650 detik. Muatan listrik yang dilewatkan dapat dihitung dengan mengalikan arus listrik dengan waktu elektrolisis: Muatan listrik = arus listrik x waktu elektrolisis Muatan listrik = 10 ampere x 9650 detik Untuk menghitung massa seng yang mengendap, kita perlu menggunakan konsep mol dan massa molar seng (ArZn = 65). Kita tahu bahwa 2 mol elektron setara dengan 1 mol seng (Zn). Oleh karena itu, massa seng yang mengendap dapat dihitung dengan rumus: Massa seng = (muatan listrik / 2) x massa molar seng Massa seng = (muatan listrik / 2) x 65 Dengan menggantikan nilai muatan listrik yang telah dihitung sebelumnya, kita dapat menghitung massa seng yang mengendap pada katoda. Catatan: Pastikan untuk mengonversi waktu elektrolisis ke satuan detik untuk konsistensi dalam perhitungan.