ELEKTRO KIMIA

     ELEKTRO KIMIA

  Elektrokimia mempelajari semua reaksi kimia yang disebabkan oleh energi listrik serta semua  reaksi  kimia  yang  menghasilkan  listrik.  Namun  sel  elektrokimia  sering  didefinisikan sebagai sel    yang menghasilkan energi listrik akibat reaksi kimia dalam sel tersebut, seperti sel galvani  atau  sel  volta.  Sedangkan  sel  yang  menghasilkan  reaksi  kimia  akibat  energi  listrik disebut dengan sel elektolisis. Dalam hand out  ini hanya akan dibahas sel elektrokimia. Sel  elektrokimia  dapat didefinisikan  sebagai     suatu  sistem    yang  terdiri  dari    dua elektroda  yang terpisah minimal  oleh  satu  macam  fasa  elektrolit,  seperti  yang digambarkan

pada gambar 1. Umumnya diantara kedua elektroda dalam sel elektrokimia tersebut terdapat perbedaan potensial yang terukur.Contoh sel elektrokimia misalnya sel Galvani, sel Daniel,baterei. Penulisan notasi struktur suatu  sel elektrokimia mengikuti beberapa kaidah 

berikut

     I : dipisahkan oleh suatu jembatan garam

    ,  II   : dua komponen yang berada dalam fasa yang sama

Fasa    teroksidasi   dituliskan    terlebih   dulu,   baru    diikuti   fasa  tereduksi    dengan     notasi   : elektrode ¦larutan     ¦larutan   ¦elektrode

                                                                2+         -
Contoh     penulisan suatu sel elektrokimia : Zn (s) ¦Zn   (aq), Cl  (aq) ¦AgCl (s) ¦Ag (s)

Artinya Zn dan Zn2+ berada dalam fasa yang berbeda yaitu Zn (s) dan Zn 2+  (aq) demikian pula     -
untuk Cl  (aq), AgCl(s) dan Ag (s).  Sedangkan tanda koma (, ) memperlihatkan bahwa   kedua elektroda berada dalam satu elektrolit yang sama yaitu ZnCl2  (aq).

Notasinya dapat dituliskan sebagai : Zn(s) ¦Zn2+ (aq) ¦Cu2+  (aq)          ¦Cu (s)
Artinya Zn dan Zn2+ berada dalam fasa yang berbeda yaitu Zn (s) dan Zn 2+  (aq) demikian pula untuk  Cu  (s)  dan  Cu2+    (aq).  Sedangkan  tanda      ¦memperlihatkan  bahwa          kedua  elektroda dipisahkan oleh jembatan garam.


2.Sel Galvani

         Sel Galvani terdiri dari dua buah elektroda dan elektrolit.  Elektroda ini dihubungkan oleh penghantar yang dapat mengangkut elektron ke dalam sel maupun ke luar sel.Elektroda ada yang terlibat langsung dalam reaksi sel, namun ada pula yang tidak berperan dalam reaksi sel  yang disebut  dengan  elektroda  inert.Reaksi kimia berlangsung di permukaan  elektroda. Anoda  adalah elektroda di mana terjadi reaksi oksidasi, sedangkan elektroda di mana terjadi reaksi reduksi adalah Katoda. Setiap   elektroda   dan   elektrolit   dapat   bereaksi   membentuk      setengah    sel.  Reaksi elektroda  adalah  setengah  reaksi  yang  terjadi  pada  setengah  sel.  Yang  termasuk           setengah reaksi      adalah    reaksi   yang    memperlihatkan       kehilangan     elektron    atau   reaksi   yang memperlihatkan perolehan elektron.
Contoh :
         Oksidasi   Zn      : Zn  (s)   ?Zn2+     (aq) + 2 e-
         Reduksi Cu 2+      :  Cu 2+  (aq) + 2 e-  ?Cu (s)
Kedua setengah sel bila dihubungkan akan membentuk sel elektrokimia lengkap. Reaksi kimia yang terjadi pada sel Galvani atau sel volta berlangsung secara spontan.

KIMIA DASAR

TABEL PERIODIK UNSUR

Perkembangan Tabel Periodik Unsur

·       A. L. Lavoisier: mengelompokkan unsur-unsur ke dalam kelompok unsur logam dan nonlogam.

·       J. Dalton: unsur yang berbeda massa atomnya juga berbeda.

·       J. W. Dobereiner (Triade Dobereiner): Dobereiner adalah yang pertama menemukan ada hubungan antara sifat unsur dengan massa atomnya. Kelompok unsur-unsur yang sifatnya mirip terdiri dari 3 unsur (triade). Massa salah satu unsur = rata-rata massa dua unsur lainnya.

·       J. A. K. Newlands (Hukum Oktaf Newlands): Unsur-unsur disusun menurut kenaikan massa atomnya. Secara periodik unsur-unsur yang urutannya berselisih satu oktaf sifatnya mirip, sehingga terdapat pengulangan sifat setiap selisih satu oktaf.

·       Begeyer de Chancourtois: Unsur-unsur disusun secara periodik menurut penurunan massa atomnya, pada sebuah badansilinder (telluric screw).

·       Lothar Meyer: Grafik volime molar atom Vs. massa atom bersifat periodik.

·       Dimitri Mendeleev: Unsur-unsur disusun berdasar kenaikan massa atomnya. Unsur-unsur yang sifatnya mirip diletakkan segolongan. Sifat-sifat unsur merupakan fungsi berkala dari massa atomnya.

·       Moseley: menyempurnakan tabel Mendeleev. Unsur-unsur disusun berdasar kenaikan nomor atomnya (jumlah protonnya).

·       Tabel Periodik bentuk Panjang sekarang adalah perkembangan tabel periodik Mendeleev yang sudah disempurnakan oleh Moseley.

Tabel Periodik bentuk Panjang

Unsur-unsur disusun berdasar kenaikan nomor atomnya. Unsur-unsur yang sifatnya mirip diletakkan segolongan dalam satu kolom. Beberapa istilah dalam tabel periodik panjang:

Periode = baris = jumlah kulit atom = bilangan kuantum utama (n) terbesar. Terdiri periode 1 sampai 7 Periode pendek = periode yang berisi 2 unsur (periode 1) atau 8 unsur (periode 2 dan 3) Periode panjang = periode yang berisi lebih dari 8 unsur (periode 4, 5, 6, dan 7). Golongan = kolom = kelompok unsur yang sifatnya sama/mirip. Terdiri golongan utama (A) dan transisi (B).

Unsur blok s = unsur yang konfigurasi elektronnya berakhir pada orbital s. Terdiri golongan IA (s¹) dan IIA (s²).

Unsur blok p = unsur yang konfigurasi elektronnya berakhir pada orbital p. Terdiri golongan IIIA (s + p = 3 elektron) sampai VIIIA (s + p = 8 elektron).

Unsur blok d = unsur yang konfigurasi elektronnya berakhir pada orbital d. Terdiri golongan IB (ns + (n – 1)d = 11 elektron), golongan IIB (ns + (n – 1)d = 12

elektron), golongan IIIB (ns + (n – 1)d = 3 elektron), sampai VIIIB (ns + (n – 1)d = 8, 9, dan 10 elektron).

Unsur blok f = unsur yang konfigurasi elektronnya berakhir pada orbital f (f¹ sampai f¹⁴).

Sifat Periodik Unsur

·                             Sifat logam: Unsur-unsur yang jumlah kulitnya sama (dalam satu periode), semakin besar nomor atom (semakin ke kanan) sifat logamnya cenderung semakin lemah (sifat nonlogam semakin kuat). Unsur-unsur yang segolongan, semakin besar nomor atomnya (semakin ke bawah/semakin banyak jumlah kulit atomnya) sifat logamnya cenderung semakin kuat (sifat nonlogam semakin lemah).

·                         Jari-jari atom (jarak dari inti atom sampai elektron terluar): Unsur-unsur yang jumlah kulitnya sama (dalam satu periode), semakin besar nomor atom (semakin ke kanan), maka tarikan inti atom terhadap elektron cenderung semakin kuat, sehingga jari-jari atomnya cenderung semakin kecil. Unsur-unsur yang segolongan, semakin besar nomor atomnya (semakin ke bawah/semakin banyak jumlah kulit atomnya) jari-jari atomnya cenderung semakin besar. Jari-jari ion positip < jari-jari atomnya. Jari-jari ion negatip > jari-jari atomnya.

  Energi Ionisasi (Potensial Ionisasi) = energi yang diperlukan atom berwujud gas untuk melepas elektron yang diikat paling lemah (pada kulit terluar). Semakin besar jari-jari atomnya, maka tarikan inti atom terhadap elektron terluar cenderung semakin lemah, sehingga energi ionisasinya cenderung semakin kecil. Energi ionisasi I < Energi ionisasi II < Energi ionisasi III < ….

·       Afinitas Elektron = perubahan/selisih energi jika atom netral berwujud gas menerima elektron. Semakin besar jari-jari atomnya, berarti tingkat energi elektron terluar cenderung semakin tinggi, sehingga afinitas elektronnya cenderung semakin kecil.

·       Keelektronegatifan = kecenderungan suatu atom untuk menarik elektron ke pihaknya dalam suatu ikatan kimia. Robert S. Mullikan :

_{Keelektronegatifan ( x) =}Eneri Ionisasi - Afinitas Elektron

2

Dalam satu golongan, semakin besar nomor atomnya (semakin ke bawah) keelektronegatifannya cenderung semakin kecil. Dalam satu periode (jumlah kulit sama), semakin besar nomor atomnya (semakin ke kanan) sampai golongan VIIA, keelektronegatifannya cenderung semakin besar.

Sifat Magnetik (Percobaan Stern-Gerlach): Interaksi antara atom-atom yang mempunyai elektron berpasangan dalam orbitalnya dengan medan magnet menyebabkan atom ditolak medan magnet (diamagnetik). Jika dalam orbital atom terdapat elektron tidak berpasangan, maka atom akan ditarik medan magnet (paramagnetik). Semakin banyak terdapat elektron tidak berpasangan, maka sifat paramagnetiknya semakin kuat. 

SOAL LATIHAN:

1.    Masing-masing tuliskan konfigurasi elektronnya kemudian tentukan periode dan golongannya dalam table periodic unsur untuk:

a)    ₉F

b)    ₁₉K

c)    ₂₄Cr

d)    ₂₉Cu

e)    ₃₅Br

2.    Tuliskan semua bilangan kuantum untuk elektron pada kulit terluar pada atom Br.

3.    Manakah yang lebih kecil jari-jari atomnya, K atau Br ? Jelaskan mengapa?

4.    Manakah yang lebih kecil jari-jari atomnya, F atau Br ? Jelaskan mengapa?

5.    Manakah yang lebih kecil, jari-jari atom K atau jari-jari ion K⁺ ? Jelaskan mengapa?

6.    Manakah yang lebih kecil, jari-jari atom Br atau jari-jari ion Br¯ ? Jelaskan mengapa?

7.    Manakah yang lebih kecil energi ionisasinya, K atau Br ? Jelaskan mengapa?

8.    Manakah yang lebih kecil energi ionisasinya, F atau Br ? Jelaskan mengapa?

9.    Manakah yang lebih kecil afinitas elektronnya, F atau Br ? Jelaskan mengapa?

10.  Manakah yang lebih kecil afinitas elektronnya, K atau Br ? Jelaskan mengapa?

11. Manakah yang lebih kecil sifat paramagnetiknya, Cr atau Cu ? Jelaskan mengapa?