Sel Elektrokimia

Sel Elektrokimia

Sel Volta (sel galvani) memanfaatkan reaksi spontan (∆G < 0) untuk membangkitkan energi listrik, selisih energi reaktan (tinggi) dengan produk (rendah) diubah menjadi energi listrik. Sistem reaksi melakukan kerja terhadap lingkungan. Sel Elektrolisa memanfaatkan energi listrik untuk menjalankan reaksi non spontan (∆G > 0) lingkungan melakukan kerja terhadap system. Kedua tipe sel menggunakan elektroda, yaitu zat yang menghantarkan listrik antara sel dan lingkungan dan dicelupkan dalam elektrolit (campuran ion) yang terlibat dalam reaksi atau yang membawa muatan.

Elektroda

Elektroda terbagi menjadi dua jenis yaitu anoda dan katoda. Setengah reaksi oksidasi terjadi di anoda. Elektron diberikan oleh senyawa teroksidasi (zat pereduksi) dan meninggalkan sel melalui anoda. Setengah reaksi reduksi terjadi di katoda. Elektron diambil oleh senyawa tereduksi (zat pengoksidasi) dan masuk sel melalui katoda.

Sel Volta dan Sel Elektrolisa

Konstruksi dan Operasi Sel Volta

•          Setengah sel oksidasi: anoda berupa batang logam Zn dicelupkan dalam ZnSO₄

•          Setengah sel reduksi: katoda berupa batang logam Cu dicelupkan dalam CuSO₄

•          Terbentuk muatan relatif pada kedua elektroda dimana anoda bermuatan negatif dan katoda bermuatan positif

•          Kedua sel juga dihubungkan oleh jembatan garam yaitu tabung berbentuk U terbalik berisi pasta elektrolit yang tidak bereaksi dengan sel redoks gunanya untuk menyeimbangkan muatan ion (kation dan anion)

•          Dimungkinkan menggunakan elektroda inaktif yang tidak ikut bereaksi dalam sel volta ini misalnya grafit dan platinum

Notasi Sel Volta

Sel Volta dinotasikan dengan cara yang telah disepakati (untuk sel Zn/Cu²⁺)

            Zn(s)|Zn²⁺(aq)║Cu²⁺(aq)|Cu(s)

•          Bagian anoda (setengah sel oksidasi) dituliskan disebelah kiri bagian katoda

•          Garis lurus menunjukkan batas fasa yaitu adanya fasa yang berbeda (aqueous vs solid) jika fasanya sama maka digunakan tanda koma

•          Untuk elektroda yang tidak bereaksi ditulis dalam notasi diujung kiri dan ujung kanan

Sumber:

addyrachmat.wordpress.com

Elektrokimia

ELEKTROKIMIA

Konsep termodinamika tidak hanya berhubungan dengan mesin uap, atau transfer energi berupa kalor dan kerja. Dalam konteks kehidupan sehari-hari aplikasinya sangat luas mulai dari pemanfaatan baterei untuk menjalankan hampir semua alat elektronik hingga pelapisan logam pada permukaan logam lain.

Elektrokimia adalah ilmu yang mempelajari hubungan antara perubahan (reaksi) kimia dengan kerja listrik, biasanya melibatkan sel elektrokimia yang menerapkan prinsip reaksi redoks dalam aplikasinya. Ada 2 jenis sel elektrokimia:

(1) Sel yang melakukan kerja dengan melepaskan energi dari reaksi spontan dan

(2) sel yang melakukan kerja dengan menyerap energi dari sumber listrik untuk menggerakkan reaksi non spontan.

Setengah Reaksi dan Sel Elektrokimia

Sel elektrokimia baik yang melepas atau menyerap energi selalu melibatkan perpindahan elektron-elektron dari satu senyawa ke senyawa yang lain dalam suatu reaksi oksidasi reduksi. Oksidasi adalah hilangnya elektron sedangkan reduksi diperolehnya electron.

•          Zat pengoksidasi adalah spesies yang melakukan oksidasi, mengambil elektron dari zat yang teroksidasi

•          Zat pereduksi adalah spesies yang melakukan reduksi memberikan elektron kepada zat yang tereduksi

Setelah reaksi zat teroksidasi memiliki bilangan oksidasi lebih tinggi sedangkan zat tereduksi memiliki bilangan oksidasi lebih rendah.

Menyeimbangkan Persamaan Redoks

Reaksi Redoks suasana asam

Cr₂O₇^2-(aq) + I^-(aq) à Cr³⁺(aq) + I₂(s) (lar asam)

1. Mula-mula bagi reaksi menjadi dua buah setengah reaksi reduksi dan oksidasi
2. Seimbangkan atom dan muatan dimasing-masing setengah reaksi
1. Seimbangkan jumlah atom Cr
2. Seimbangkan O dengan menambahkan H₂O
3. Seimbangkan H dengan menambahkan ion H⁺
4. Seimbangkan muatan dengan menambah elektron
5. Begitupun dengan setengah reaksi oksidasi
3. Kalikan masing-masing setengah reaksi agar jumlah e sama
4. Jumlahkan kedua buah setengah reaksi tersebut menjadi overall
5. Periksa jumlah atom dan muatan

Untuk reaksi suasana basa setelah langkah ke4 tambahkan ion OH^- dengan jumlah sama dengan ion H⁺.

Sumber:

addyrachmat.wordpress.com

Titrasi Kompleksometri

       Tirasi kompleksometri merupakan titirasi yang didasarkan atas reaksi pembentukan kompleks dari reaksi komponen zat yang diuji dengan titran. Reaksi pembentukan kompleks harus memenuhi syarat yaitu kompleks yang terbentuk haus tsabil dalam jangka waktu yang cukup lama. Senyawa kompleks yang terbentuk dinamakan senyawa sepit (chelate). Salah satu titrasi pembentukan kompleks ini adalah penetapan kadar logam atau senyawa dengan menggunakan etilene diamine tetra asetat acid (EDTA) sebagai titran pembentuk kompleks.
       EDTA merupakan asam tetra protik yang mempunyai 4 teteapan dissosiasi. EDTA dinyatakan dalam rumus H4Y. H4Y kurang larut di dalam air, maka untuk keperluan titrasi digunakan garam dinatrium (Na2H2Y.H2O). Karena digunakannya garam dinatrium akan mempengaruhi perubahan pH, maka untuk menstabilkan pH ditambahkanlah larutan buffer ke dalam larutan.
       Prosedur-prosedur penting untuk titrasi ion-ion logam dengan EDTA adalah sebagai berikut:
1. Titrasi langsung. Larutan yang mengadung ion logam yang akan ditetapkan kadarnya dibufferkan hingga pH yang dikehendaki (misalnya hingga pH =10 dengan NH4+ larutan air dan NH3) dan langsung dititrasi dengan larutan EDTA standar.
2. Titrasi balik. Karena berbagai alasan, banyak logam tak dapat dititrasi langsung. Mereka mungkin mengendap dari dalam larutan dalam jangka pH yang perlu untuk dititrasi; atau mereka mungkin membentuk kompleks-kompleks yang inert; atau indikator logam yang sesuai tidak tersedia. Dalam hal-hal demikian, ditambahkan larutan EDTA berlebih. Larutan yang dihasilkan dibufferkan hingga pH yang dikehendaki dan kelebihan reagensia dititrasi balik dengan suatu larutan ion logam standar. Titik akhir dideteksi dengan bantuan indikator logam yang berespon terhadap ion logam yang ditambahkan pada titrasi balik.

Sumber:
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis

Titrasi Asam Basa

       Titrasi merupakan salah satu metode analisa kimia, yakni untuk mencari nilai konsentrasi suatu larutan dengan membandingan dengan larutan yang lain yang telah diketahui konsentrasinya. Metode ini dilakukan dengan cara larutan yang telah diketahui konsentrasi dan volumenya dicampur setetes demi setetes dengan larutan dari dalam buret yang belum diketahui konsentrasinya hingga titik ekivalen, sehingga volume untuk larutan yang belum diketahui konsentrasinya diketahui. Kemudian perhitungan dilakukan dengan menggunakan perbandingan dengan rumus:
                      V1.M1 = V2.M2
Dimana: M1 = Konsentrasi larutan yang belum diketahui
             M2 = Konsentrasi larutan yang telah diketahui

       Dalam titrasi dikenal istilah titran/titer dan titrat/analit. Titran/titer merupakan larutan yang berada di dalam buret, baik itu asam ataupun basa. Sedangkan titrat merupakan larutan yang akan dianalisa kadar atau konsentrasinya.
       Titrasi asam basa merupakan metode penetapan kadar suatu zat (asam atau basa) berdasarkan reaksi asam basa. Bila sebagai titran digunakan larutan baku asam maka titrasi tersebut dinamakan titrasi asidimetri. Sebaliknya bila larutan basa sebagai titran dinamakan titrasi alkalimetri.
       Dalam titrasi digunakan larutan standar. Larutan standar yang digunakan harus bereaksi secara kuantitatif dengan zat yang akan dititrasi. Larutan standar sendiri ada dua macam, yaitu larutan standar primer (larutan yang tidak perlu distandarisasi) dan larutan standar sekunder (larutan yang harus distandarisasi terlebih dahulu).
       Dalam titrasi asam basa digunakan suatu indikator sebagai penanda untuk titik ekivalennya. Perubahan warna pada titik ekivalen dalam titrasi asam basa  terjadi akibat indikator yang bereaksi dengan sedikit kelebih titran/titer. Perubahan warna inilah sebagai tanda bahwa titik ekivalen telah terlewati dan titrasi harus dihentikan. Indikator yang digunakan dalam titrasi asam basa ini haruslah sesuai range pH pada titik ekivalen agar perubahan dapat jelas teramati.

Sumber:
http://kimiaanalisa.web.id/titrasi-asam-basa

Garam Rangkap dan Garam Kompleks

       Cabang ilmu kimia yang mempelajari tentang senyawa koordinasi dinamakan kimia koordinasi. Sifat-sifat senyawa koordinasi dapat diprediksi dari sifat iom pusatnya. Hal yag sangat spesifik dari senyawa kompleks adalah adanya spesies bagian dari senyawa itu yang tidak berubah baik dalam padatan maupun dalam larutan, walaupun sedikit ada disosiasi. Spesies tersebut dapat berupa non ionik, kation, dan anion, bergantung pada muatan penyusunnya. Jika bermuatan maka spesies itu disebut ion kompleks atau lebih sederhana disebut spesies kompleks.
       Senyawa kompleks tersusun atas atom pusat (logam transisi) yang dikelilingi oleh sejumlah anion atau molekul netral. Anion atau molekul netral yang mengelilingi atom pusat itu disebut ligan. Bila ditinjau dari sistem asam-basa Lewis, atom pusat dalam senyawa kompleks tersebut bertindak sebagai asam Lewis, sedangkan ligannya bertindak sebagai basa Lewis. Ikatan yang terjadi antara atom pusat dan ligan merupakan ikatan kovalen koordinasi. Jumlah ligan yang mengelilingi atom pusat menyatakan bilangan koordinasinya.
       Garam yang mengandung ion-ion kompleks dikenal sebagai senyawa koordinasi atau garam kompleks. Garam kompleks ini berbeda dengan garam rangkap. Garam rangkap terbentuk dari dua garam yang mengkristal secara bersama-sama dalam perbandingan molekul tertentu. Garam-garam ini memiliki struktur tersendiri dan tidak harus sama dengan struktur garam komponennya. Garam rangkap memiliki struktur molekul lebih panjang dibandingkan dengan struktur garam kompleks. Dalam larutan garam rangkap ini merupakan campuran berupa ion sederhana yang akan mengion bila dilarutkan lagi. Jelas berbeda dengan garam kompleks yang menghasilkan ion kompleks apabila dalam bentuk larutan.


Sumber:
http://www.scribd.com/doc/45120593/bundel-garam-rangkap-n-kompleks/
http://nugiluph24.blogspot.com/2010/10/pembuatan-garam-kompleks-dan-rangkap.html

Daur Ulang Secara Kimia

       Daur ulang adalah proses untuk menjadikan suatu bahan bekas menjadi bahan baru dengan tujuan mencegah adanya sampah yang sebenarnya dapat menjadi suatu yang berguna, mengurangi penggunaan bahan baku yang baru, mengurangi penggunaan energi, dan mengurangi polusi jika dibandingkan proses pembuatan barang baru. Daur ulang merupakan salah satu strategi pengelolaan sampah padat yang terdiri atas kegiatan pemilihan, pengumpulan, pemrosesan, pendistribusian, dan pembuatan produk atau material bekas pakai.
       Pada pemahaman yang terbatas, proses daur ulang harus menghasilkan barang yang mirip dengan barang yang aslinya dengan material yang sama. Seringkali hal ini sulit dilakukan karena lebih mahal dibandingkan dengan proses pembuatan dengan bahan yang baru. Dalam hal ini, daur ulang juga dapat menghasilkan barang yang berbeda dari barang aslinya, proses daur ulang ini dikenal sebagai daur ulang secara kimia. Contoh dari daur ulang secara kimia ini yakni mengubah aluminium bekas menjadi tawas dan gas hidrogen.
       Daur ulang secara kimia ini menggunakan perhitungan secara stoikiometri karena melibatkan reaksi kimia. Pada stoikiometri larutan, diantara zat-zat yang terlibat reaksi, sebagian atau seluruhnya berada dalam bentuk larutan. Soal-soal yang menyangkut bagian ini dapat diselesaikan dengan cara hitungan kimia sederhana yang menyangkut kuantitas antara suatu komponen dengan komponen lain dalam suatu reaksi. Langkah-langkah yang perlu dilakukan adalah dengan menulis persamaan reaksi, menyetarakan koefisien reaksi, dan memahami bahwa perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol. Karena zat yang terlibat dalam reaksi berada dalam bentuk larutan, maka mol larutan dapat dinyatakan sebagai berikut:
       n = V.M
dimana:
       n   = Jumlah mol
       V  = Volume (Liter)
       M = Molaritas


Sumber:
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/stoikiometri_larutan/
http://id.wikipedia.org/wiki/daur_ulang

Kekuatan Medan Ligan

       Ion unsur transisi dapat mengikat molekul-molekul atau ion-ion yang memiliki pasangan elektron tak berikatan (ligan) dengan ikatan kovalen koordinasi yang membentuk ion kompleks. Ion kompleks adalah gabungan ion (atom pusat) dengan ion atau molekul lain (ligan) membentuk ion baru.
       Berdasarkan ligan yang diikat oleh atom pusat dalam ion kompleks, maka ada dua macam ion kompleks:
1. Ion kompleks positif : terbentuk apabila ion logam transisi (atom pusat) berikatan dengan ligan yang merupakan molekul netral, sehingga ion kompleks yang terbentuk bermuatan positif.
2. Ion kompleks negatif : terbentuk apabila ion logam transisi (atom pusat) berikatan dengan ligan yang merupakan ion negatif.
       Teori medan kristal tentang senyawa koordinasi menjelaskan bahwa dalam pembentukan kompleks terjadi interaksi elektrostatik antara ion logam (atom pusat) dengan ligan. Jika ada empat ligan yang berasal dari arah yang berbeda berinteraksi langsung dengan atom pusat/ion logam, maka akan mendapatkan pengaruh medan ligan lebih besar dibandingkan dengan orbital-orbital lainnya.
       Bila pada ion kompleks diberikan energi dalam bentuk cahaya, maka elektron pada orbital yang lebih rendah energinya dapat tereksitasi ke orbital yang lebih tinggi energinya. Dengan menyerap cahaya yang energinya sama.
       Suatu larutan memiliki warna tertentu karena menyerap sebagian dari komponen cahaya tampak. Makin kecil panjang gelombang cahaya yang diserap (makin besar energinya) maka makin besar harga absorbansinya atau makin kuat ikatan antara ion logam dan ligan. Ditinjau dari muatan ligannya, maka ion logam dengan muatan yang lebih besar akan menghasilkan harga absorbansi yang lebih besar pula karena lebih mudah mempolarisasikan elektron yang terdapat dalam ligan.

Sumber:
http://himamia.mipa.uns.ac.id/
http://harifsyah21.multiply.com/journal/item/7/PRAKTIKUM ANORGANIK II
http://www.scribd.com/doc/50287426/LAPORAN-KUAT-MEDAN-LIGAN-AMIN-AIR

Kesetimbangan dan Warna Kelarutan Ion Kompleks

       Salah satu sifat unsur transisi yang sangat menarik adalah kemampuannya untuk membentuk senyawa kompleks. Senyawa kompleks dapat digunakan untuk mendemonstrasikan berbagai sifat fisik maupun kimia, seperti warna yang berkaitan dengan jenis logam, kelarutan, dan juga kesetimbangan ion dalam kompleks.

       Logam transisi didefinisikan sebagai sesuatu yang dapat membentuk satu atau lebih ion stabil yang memiliki orbital d yang tidak terisi (incompletly filled d orbitals).

       Ion kompleks memiliki ion logam pada atom pusatnya dengan jumlah tertentu molekul-molekul atau ion-ion yang mengelilinginya. Ion-ion yang mengelilinginya itu dapat berdempet dengan ion pusat melalui ikatan kovalen koordinasi. Molekul-molekul atau ion-ion yang mengelilingi logam pusat disebut ligan. Ligan memiliki pasangan elektron tak berikatan yang aktif pada tingkat energi paling luar. Pasangan elektron tak berikatan inilah yang digunakan untuk membentuk ikatan koordinasi dengan ion logam. Pelekatan ligan pada ion logam merupakan efek dari energi orbital-orbital d. Sinar yag diserap sebagai akibat dari perpindahan elektron diantara orbital d yang satu dengan yang lain.

       Asal mula munculnya warna pada ion-ion logam transisi. Ketika sinar putih melewati larutan yang berisi dari salah satu ion tersebut, sinar putih direfleksikan oleh larutan tersebut. Beberapa warna dari sinar dapat diabsorpsi (diserap) oleh larutan. Warna yang dapat dilihat oleh mata adalah warna yang tertinggal (tidak diabsorpsi). Banyak senyawa kompleks memperlihatkan warna yang khas.

       Dalam teori medan kristal, ligan-ligan direduksi menjadi titik yang bermuatan. Interaksi muatan-muatan titik ini dengan elektron dalam orbital d ion logam akan menaikkan energi semua orbital d, tetapi meraka tidak lagi memiliki energi yang sama.

Sumber :
images.j4uharry.multiply.multiplycontent.com/

http://susanto2020.wordpress.com/kekuatan-ligan-amonia-dan-air-pada-kompleks-ni-ii-cu-ii/
http://suyantakimiafmipaugm.wordpress.com/

Stereokimia Senyawa Kompleks

       Stereokimia adalah studi mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi, yakni bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruang satu relative terhadap yang lain.
       Isomer adalah molekul atau ion yang mempunyai susunan kimia sama, tetapi struktur berbeda. Perbedaan struktur biasanya tetap ada di dalam larutan, isomer yang ada pada senyawa kompleks biasanya antara lain isomer geometri dan isomer optis. Kompleks yang mempunyai isomer hanya kompleks-kompleks yang bereaksi sangat lambat atau kompleks yang inert. Ini disebabkan karena kompleks-kompleks yang bereaksi cepat atau kompleks-kompleks yang labil, sering bereaksi lebih lanjut membentuk isomer yang stabil.
       Isomer geometri adalah isomer yang disebabkan oleh perbedaan letak atau gugus di dalam ruang. Isomer geometri sering juga disebut dengan isomer cis-trans. Dua gugus yang terletak pada satu sisi ikatan phi disebut cis (pada sisi yang sama). Gugus-gugus yang terletak pada sisi-sisi yang berlawanan disebut trans (berseberangan). Isomeri ini tidak terdapat pada kompleks dengan struktur linear, trigonal planar, atau tetrahedral, tetapi umum terdapat pada kompleks planar segiempat dan octahedral.
       Pada beberapa senyawa kompleks koordinasi, ikatan kovalen menimbulkan kemungkinan terbentuknya senyawa-senyawa isomer, karena ligan terikat dalam ruangan sekitar ion logam pusat. Yang dimaksud dengan senyawa isomer adalah molekul-molekul atau ion-ion yang mempunyai susunan atom yang sama sehingga bangun dan sifat-sifatnya berbeda.


Sumber :

http://riana1926.blogspot.com/2011/09/pembuatan-dan-sifat-sifat-isomer-cis.html

http://nugiluph24.blogspot.com/2010/10/pembuatan-cis-dan-trans-kalium.html