a.
Sel dan elektrolisis
Dalam sel, reaksi oksidasi reduksi
berlangsung dengan spontan, dan energi kimia yang menyertai reaksi kimia diubah
menjadi energi listrik. Bila potensial diberikan pada sel dalam arah kebalikan
dengan arah potensial sel, reaksi sel yang berkaitan dengan negatif potensial
sel akan diinduksi. Dengan kata lain, reaksi yang tidak berlangsung spontan
kini diinduksi dengan energi listrik. Proses ini disebut elektrolisis.
Pengecasan baterai timbal adalah contoh elektrolisis.
Reaksi total sel Daniell adalah
Zn
+ Cu2+(aq) –> Zn2+(aq) + Cu (10.36)
Andaikan potensial lebih tinggi dari
1,1 V diberikan pada sel dengan arah kebalikan dari potensial yang dihasilkan
sel, reaksi sebaliknya akan berlangsung. Jadi, zink akan mengendap dan tembaga
akan mulai larut.
Zn2+(aq)
+ Cu –> Zn + Cu2+(aq) (10.37)
Gambar 10.6 menunjukkan representasi
skematik reaksi kimia yang terjadi bila potensial balik diberikan pada sel
Daniell. Bandingkan dengan Gambar 10.2.
Gambar
10.6 Electrolisis. Reaksi kebalikan dengan yang terjadi pada sel Daniell akan
berlangsung. Zink mengendap sementara tembaga akan melarut.
b.
Hukum elektrolisis Faraday
Di awal abad ke-19, Faraday menyelidiki
hubungan antara jumlah listrik yang mengalir dalam sel dan kuantitas kimia yang
berubah di elektroda saat elektrolisis. Ia merangkumkan hasil pengamatannya
dalam dua hukum di tahun 1833.
Hukum elektrolisis Faraday
- Jumlah zat yang dihasilkan di
elektroda sebanding dengan jumlah arus listrik yang melalui sel.
- Bila sejumlah tertentu arus
listrik melalui sel, jumlah mol zat yang berubah di elektroda adalah
konstan tidak bergantung jenis zat. Misalnya, kuantitas listrik yang
diperlukan untuk mengendapkan 1 mol logam monovalen adalah 96 485
C(Coulomb) tidak bergantung pada jenis logamnya.
|
C (Coulomb) adalah satuan muatan
listrik, dan 1 C adalah muatan yang dihasilkan bila arus 1 A (Ampere) mengalir
selama 1 s. Tetapan fundamental listrik adalah konstanta Faraday F, 9,65 x104
C, yang didefinisikan sebgai kuantitas listrik yang dibawa oleh 1 mol
elektron. Dimungkinkan untuk menghitung kuantitas mol perubahan kimia yang
disebabkan oleh aliran arus listrik yang tetap mengalir untuk rentang waktu
tertentu.