TI222 – Kimia lanjut
09 / 01 - 47
Elektrokimia
Sel Volta
Sel Volta adalah sel elektrokimia yang
menghasil-kan arus listrik sebagai
akibat terjadinya reaksi pada kedua
elektroda secara spontan
Misalnya : sebatang logam seng
tercelup dalam larutan seng sulfat dan
sebatang logam tercelup dalam
larutan tembaga sulfat
Logam
seng
mempunyai
kecenderungan untuk melarut sebagai
ion seng, Zn 2+, tetapi sebaliknya ion
seng dalam larutan mempunyai
kecende-rungan untuk mengendap
sebagai atom Zn.
Zn2+ + 2e ..... 1)
Zn
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia lanjut
09 / 02 - 47
Kecenderungan Zn untuk melarut >
daripada kecenderungan Zn2+ untuk
mengendap. (kesetimbangan kanan)
Kecenderungan
Cu2+
untuk
mengendap sebagai Cu > daripada
kecenderungan Cu untuk melarut
Cu2+ + 2e ..... 2)
Cu
Kedudukan kesetimbangan agak ke
kiri
Zn
Cu
+ - - +
+ - - +
+ - - +
+ - - +
+++++++
- + +
- + +
- + +
- + +
------
-
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia lanjut
09 / 03 - 47
Jika
kedua
elektroda
digabungkan menjadi sel
(gambar di bawah ini)
itu
volta
e
Zn
Zn2+
SO42-
- - - - Jembatan +
- garam
-Cu
2+
- Cu
- SO 24
-
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia lanjut
09 / 04 - 47
Kelebihan elektron pada elektroda Zn
akan mengalir ke elektroda Cu dimana
terdapat kekurangan elektron, maka
Zn akan terus melarut menghasilkan
elektron, sedangkan ion-ion Cu2+ akan
terus mengendap sebagai Cu.
Elektroda Zn terdapat kelebihan
elektron, jadi polaritas elektroda ini
adalah (-); Elektroda ini disebut
Anoda, karena di sini terjadi setengah
reaksi Oksidasi
Zn
Zn2+ + 2e
Polaritas
elektroda
Cu
yang
kekurangan elektron adalah (+);
Elektroda ini disebut Katoda, karena
disini terjadi setengah-reaksi Reduksi.
Cu2+ + 2e
Cu
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia lanjut
09 / 05 - 47
Jumlah dari kedua setengah reaksi ini
reaksi sel ;
Zn2+ + 2e
Zn
Cu2+ + 2e
Cu
Zn + Cu2+
Zn2+ + Cu ...... (3)
Arus listrik yang dihasilkan pada sel di
atas adalah karena reaksi (3) di atas.
Jembatan garam yang digunakan
pada pem-buatan sel di atas adalah
sebuah pipa berbentuk U yang berisi
elektrolit (biasanya KCl atau KNO3)
dan agar-agar padat
Alat ini biasanya digunakan untuk
membuat kontak listrik antara dua
larutan elektrolit dalam sel volta
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia lanjut
09 / 06 - 47
Lebih
sederhana
ialah
dengan
menggunakan secarik kertas saring
yang sebelumnya dicelupkan ke
dalam larutan pekat KCl.
A. Cara
penulisan sel Volta
Menurut perjanjian
sebagai berikut :
sel
ini
ditulis
Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu ............ (4)
Elektroda negatif (anoda) ditulis di
sebelah kiri
Elektroda positif (katoda) ditulis di
sebelah kanan.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia lanjut
Tanda
09 / 07 - 47
| menyatakan perbatasan
antara dua fasa yang berbeda
Tanda || khusus digunakan untuk
menunjukkan
penggunaan
“jembatan
garam”
dalam
mengadakan hubungan listrik
antara dua larutan elektrolit.
Jika hubungan ini dibuat melalui suatu
dinding berpori maka perbatasan
antara kedua larutan itu tidak
dinyatakan dengan tanda || melainkan
dengan memakai tanda I
B. Cara menurunkan reaksi sel
Tiap reaksi sel merupakan reaksi
redoks, maka Reaksi sel = jumlah
setengah reaksi oksidasi dan reduksi.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia lanjut
09 / 08 - 47
Reaksi sel = Reaksi pada anoda +
Reaksi
pada
katoda
……………………………………(5)
Untuk sel (4)
Oksidasi (pada Anoda) :
Zn
Reduksi (Pada Katoda) :
Cu2+ + 2e
Cu
Zn + Cu 2+
Zn2+ + Cu
Zn 2+ + 2e
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia lanjut
09 / 09 - 47
C. Hubungan antara potensial sel
dan potensial elektroda
Esel = Ekatoda - Eanoda ............(6a)
Bila zat-zat dalam larutan berada
dalam Keadaan standard yaitu pada
konsentrasi 1 molar, maka
Eselo = E
=E
o
katoda
o
+
- Eoanoda ............(6a)
- E o+
Jika seandainya sel (4) ditulis sebagai
Cu | Cu2+ || Zn2+ | Zn ............ (7)
Reaksi sel yang diturunkan menurut
persamaan (5)
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 010 - 47
Cu2+ + 2e
Zn
Oksidasi : Cu
Reduksi : Zn 2+ + 2e
Reaksi sel : Cu + Zn 2+
Cu2+ + Zn ..... (8)
Reaksi ini tidak spontan, artinya tidak
terjadi dengan sendiri, dan potensial
dari sel yang ditunjukkan oleh
persamaan (7) adalah negatif.
Reaksi (8) hanya dapat terjadi jika
dialirkan arus listrik dari luar, sehingga
sel berfungsi sebagai sel elektrolisis.
D. Elektroda Pembanding
Beda potensial dapat diukur dengan
perbedaan antara dua buah elektroda
(potensial sel)
Untuk dapat
tertentu pada
memberikan harga
potensial elektroda,
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 011 - 47
maka didefinisikan elektroda hidrogen
standar
sebagai
elektroda
pembanding, potensial diberi harga 0
volt
Elektroda hidrogen standar terdiri atas
logam platina berlapis hitam platina,
tercelup
dalam
la-rutan
yang
mengandung ion H+ pada konsentrasi
1,0 M & dialiri gas hidrogen pada
tekanan 1 atm
2H+ + 2e
H2
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 012 - 47
Pt
H2 ( 1 atm )
Pt berlapis
hitam platina
Larutan HCl 1 M
Gambar 3 Elektroda hidrogen standar
Pt | H2 (1 atm) | H+ (1 M)
Potensial setiap elektroda dapat
ditentukan
de-ngan
cara
menggabungkannya dengan elektroda
hidrogen standar dan potensial dari
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 013 - 47
sel yang diperoleh diukur berdasarkan
persamaan (6) potensial elektroda itu
kemudian dihitung.
Contoh :
Zn | Zn 2 + 1 M || H + (1 M) | H 2 (1 atm) | Pt, E = 0,76 V (25 C )
E = E H 2 - E Zn 2 | Zn
0,76 0 - E Zn 2 | Zn E Zn 2 | Zn = - 0,76 V
Pt | H 2 (1 atm) || H + (1 M) | Cu 2 + (1 M) | Cu, E = 0,34 V (25 C )
E = E Cu 2 |Cu - E H 2
0,34 E Cu 2 |Cu - 0 E Cu 2 |Cu = 0,34 V
Uraian di atas dapat disimpulkan :
Potensial dari setiap elektroda x ialah
potensial dari sel yang dibentuk dari
elektroda ini dan elektroda hidrogen
standar, dengan elektroda x ditulis di
sebelah kanan.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 014 - 47
Elektroda H2 standar || Elektroda x
………….. (9)
Esel = Ex - EH2
Esel = Ex - 0 Ex = Esel
Karena elektroda x ditulis di sebelah
kanan (kato-da) maka potensial
elektroda, menurut definisi di atas
adalah untuk reaksi reduksi
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 015 - 47
Elektroda Pembanding Kalomel
Elektroda hidrogen standar tidak
mudah dibuat, sehingga kurang
praktis maka digunakan elektroda
kalomel
sebagai
elektroda
pembanding.
Potensial dari elektroda ini sebagai
berikut :
Hg | Hg2Cl2 (s) | KCl (aq)
Bergantung pada konsentrasi larutan
KCl yang digunakan.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 016 - 47
Elektroda Kalomel 0,1 M
Hg | Hg2Cl2 (s) | KCl (0,1 M)
E = 0,3338 - 7,5 x 10-5 (t - 25)
……….. (10a)
Elektroda Kalomel 1,0 M
Hg | Hg2Cl2 (s) | KCl (1,0 M)
E = 0,2800 - 2,4 x 10-4 (t - 25)
……….. (10b)
Elektroda Kalomel jenuh
Hg | Hg2Cl2 (s) | KCl (jenuh)
E = 0,2415 - 7,6 x 10-4 (t - 25)
……….. (10c)
t dinyatakan dalam C
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 017 - 47
Dua bentuk konstruksi elektroda
kalomel seperti gambar di bawah ini
Hg
Hg + Hg 2Cl2
KCl
KCl
Kapas
Kapas
Hg + Hg 2Cl2
Hg
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 018 - 47
Cara Pengukuran Potensial Sel
Kedua elektroda dalam sel volta
diukur pada arus nol (rangkaian
terbuka) daya gerak listrik sel.
Voltmeter
Potensiometer
Berdasar metode kompensasi
Poggendorff
Memberikan harga lebih kecil dari pada
daya gerak listrik sel
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 019 - 47
Ketergantungan Potensial pada
konsentrasi
Persamaan Nernst
- G = n F E atau
G = -nFE
…………. (11)
E dalam volt
F = tetapan Faraday dalam Coulomb = 96500
coulomb
G =
Energi dalam satuan Joule
Jika reaksi : aA + bB
cC + dD
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 020 - 47
Energi bebas :
G = G RT ln
Cc Dd
Aa Bb
........... (12)
Go = perubahan energi bebas
standar
R = tetapan gas = 8,31 JK-1 mol-1
[A], [B], …. = konsentrasi zat A, B, ….
Substitusikan persamaan (11) ke
dalam persamaan (12) memberikan
- nFE = - nFE
+ RT ln
Cc Dd
Aa Bb
atau
RT
E = E ln
nF
Cc Dd
Aa Bb
........... (13)
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 021 - 47
Persamaan
ini
menyatakan
kebergantungan potensial E pada
konsentrasi,
dikenal
sebagai
persamaan NERNST. Harga n dalam
persamaan tersebut adalah = jumlah
elektron yang dipertukarkan.
Soal 1
Hitung potensial dari elektroda Zn |
Zn2+ (0,1 molar) dan dari elektroda Cu
| Cu2+ (0,01 molar) pada 25 C
Soal 2
Hitung potensial dair sel Zn | Zn2+ (0,1
m) || Cu2+ (0,01 m) | Cu pada 25 C
Potensial
standar,
Eo
ada
hubungannya
dengan
tetapan
kesetimbangan reaksi.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 022 - 47
Jika
suatu
reaksi
mencapai
kesetimbangan pada suhu dan
tekanan tertentu, maka G = 0 dan
persamaan (12) ditulis sebagai
C c D d
0 = G RT ln
A a Bb
C c D d
G = - RT ln
A a Bb
atau,
G = - RT ln K ..................... (14)
K = tetapan kesetimbangan
Bagi zat-zat dalam larutan dalam
keadaan standar G = Go dan E =
Eo
sehingga
persamaan
(11)
mengambil bentuk
Go = - n F Eo ……………………….(15)
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 023 - 47
Jika
persamaan
ini
kemudian
disubstitusikan ke dalam persamaan
(14) didapat
RT
ln K ....................... (16)
nF
K = tetapan kesetimbangan
E =
Berbagai Jenis Elektroda
Tiap sel Volta terdiri atas dua buah
elektroda atau setengah - sel.
Beberapa jenis elektroda yang penting
A. Elektroda logam - ion logam
Elektroda jenis ini terdiri atas
sebuah logam aktif yang tercelup
dalam larutan yang mengandung
ionnya
sendiri.
Potensialnya
bergantung pada konsentrasi ion
ini.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 024 - 47
B. Elektroda Gas
Yang paling penting dari elektroda
jenis ini elektroda hidrogen : Pt | H2
| H+
Dapat
digunakan
untuk
menentukan pH larutan, karena
potensi
C. Elektroda logam - garam tak larut
Elektroda jenis ini terdiri atas logam
berlapis. Salah satu garamnya yang
sukar larut dan tercelup dalam
larutan yang mengandung anion
garam tersebut.
D. Elektroda membran
Salah satu elektroda membran
penting adalah elektroda gelas
yang
banyak
dipakai
dalam
pengukuran pH larutan.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 025 - 47
Jenis-jenis sel Volta
Bergantung pada kombinasi kedua
elektrodanya dapat dibedakan dua
jenis sel Volta
A. Sel kimia
B. Sel konsentrasi
Sel kimia, dibentuk dari dua elektroda
yang berbeda jenisnya; Sel ini disebut
sel kimia oleh karena reaksi selnya
adalah reaksi kimia
A. Sel kimia dengan dua larutan
elektrolit
B. Sel kimia dengan satu larutan
elektrolit
Sel konsentrasi digunakan dua
elektroda yang sama, tetapi dengan
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 026 - 47
konsentrasi larutan elektrolitnya yang
berbeda
A. Sel konsentrasi dengan satu
larutan elektrolit
B. Sel konsentrasi dengan dua
larutan elektrolit
Sel Volta sebagai sumber energi
A. Sel primer
B. Sel sekunder
C. Sel bahan bakar (“Fuel Cell”)
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 027 - 47
Elektrolisis
1. Reaksi-reaksi pada elektroda
Sel elektrolisis arus listrik bagi suatu
sumber dari luar sel dialirkan ke dalam
larutan di dalam sel.
Ion-ion positif (kation) ke arah
elektroda negatif (katoda)
Ion-ion negatif (anion) ke arah
elektroda positif (anoda)
Kedua elektroda terjadi reaksi kimia
akibat dari pada proses perpindahan
elektron
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 028 - 47
Peristiwa reduksi : Proses terjadinya
absorpsi elektron oleh
ion positif atau oleh
air
Peristiwa oksidasi : Proses terjadinya
pelepasan elektron
Reaksi Redoks (Reduksi - Oksidasi)
bergantung pada berbagai faktor :
Keadaan dan jenis elektrolit dalam
sel
Jenis elektroda yang digunakan
Beda potensial listrik antara kedua
elektroda
Suhu
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 029 - 47
2. Elektrolisis leburan elektrolit
Elektrolisis
ini
penting
dalam
pembuatan logam-logam aktif, seperti
Na, Mg dan Al
Pada elektrolisis MgCl2, terjadi reaksireaksi sebagai berikut :
Oksidasi : 2ClReduksi : Mg2+ + 2e
Reaksi Sel : MgCl2
Cl2 + 2e
Mg
Mg + Cl2
Pada pembuatan logam Al, digunakan
larutan Al2O3, dalam Na3AlF6 (Kriolit)
Elektrolisis dilakukan pada 850 oC
Grafit sebagai kedua elektroda
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 030 - 47
Reaksi-reaksi yang terjadi
Oksidasi : 6O2Reduksi : 4Al 3+ + 12e
Reaksi Sel : 2Al 2O3
3O 2 + 12e
4Al
4Al + 3O 2
3. Elektrolisis larutan elektrolit
Keadaan di sini lebih rumit, oleh
karena
adanya
molekul-molekul
pelarut yang dapat pula dioksi-dasi
(pada anoda) atau direduksi (pada
katoda)
Jadi pada masing-masing elektroda
terdapat
beberapa
kemungkinan
reaksi
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 031 - 47
a. Elektrolisis HCl
: oksidasi : 2Cl- Cl2 + 2e
(elektroda lamban) : reduksi : 2H+ + 2e H2
b. Elektrolisis HCl : oksidasi : 2Cl- Cl2 + 2e
(elektroda lamban) : reduksi: 2H2O + 2e H2 +
2OHc. Elektrolisis NaCl : oksidasi : 2Cl- Cl2 + 2e
(anoda, grafit,
: reduksi : Na+ + e Na
katoda merkuri)
d. Elektrolisis K2SO4 : oksidasi : 2H2O 4H+ +
O2 + 4e
(elektroda lamban) : reduksi : 2H2O + 2e
H2 + 2OHe. Elektrolisis AgNO3 : oksidasi : 2H2O 4H+ +
O2 + 4e
(elektroda lamban) : reduksi : Ag+ + e Ag
f. Elektrolisis AgNO3 : oksidasi : Ag Ag+ + e
(anoda perak,
reduksi : Ag+ + e Ag
katoda perak)
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 032 - 47
Dari contoh-contoh tersebut bahwa
tidak selalu terjadi reduksi atau
oksidasi dari ion-ion dalam larutan,
terutama kation logam-logam aktif
(Na+, K+, Mg2+) dan anion yang
mengandung oksigen (SO42-, NO3-,
PO43-). Hal ini disebabkan karena
reduksi atau oksidasi dari zat-zat ini
disertai dengan energi aktivasi yang
tinggi sehingga reaksi-reaksi relatif
lebih sulit terjadi.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 033 - 47
4. Banyaknya reaksi yang terjadi
Menurut Faraday, massa zat yang
dihasilkan atau yang bereaksi dalam
elektrolisis.
Berbanding lurus dengan jumlah
muatan listrik yang lewat dalam
larutan
Berbanding lurus dengan berat atom
atau berat molekul zat terlarut
Berbanding terbalik dengan jumlah
elektron per mol yang diperlukan
untuk
menimbulkan
perubahan
bilangan oksidasi yang terjadi.
Jumlah muatan listrik yang lewat
Q = I t Coulomb
I = kuat arus dalam Ampere
t = waktu selama arus listrik lewat dalam detik
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 034 - 47
Jika A menyatakan berat atom atau
berat molekul dan n ialah jumlah mol
elektron yang diperlukan per mol zat
yang bereaksi atau dihasilkan, maka
AIt
W
n
AIt
W =
nF
................. (17)
W = massa zat yang bereaksi/dihasilkan (gram)
1
= tetapan perbandingan
F
Harga F dapat ditentukan
Ag+ + e Ag
Ditemukan bahwa muatan listrik 1 Coulomb
(1 Ampere yang mengalir selama 1 detik)
mengendap sebanyak 1,11800 mg Ag.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
10 / 035 - 47
Pada contoh ini :
A = 107,868 ; I = 1 ampere ; t = 1 detik
n = 1 ; W = 1,11800 x 10-3 g
Menurut persamaan di atas
111800
,
x 10 -3 =
107,86811
1F
F = 96483 Coulomb
F = 96500 Coulomb
F = tetapan Faraday
5.
Penggunaan Elektrolisis
Elektrolisis adalah proses yang
penting sekali dalam industri, terutama
di
negara-negara
yang
dapat
menyediakan tenaga listrik dengan
murah.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
11 / 036 - 47
Proses ini digunakan, misalnya dalam
pembuatan logam-logam natrium,
magnesium
atau
alumi-nium,
pembuatan
hidrogen
peroksida,
Kalium kromat, gas hidrogen dan klor,
dan sejumlah besar zat-zat lainnya.
Gas hidrogen yang dibuat dengan
proses elektrolisis sangat murni dan
oleh karenanya sangat baik untuk
digunakan dalam proses hidrogenasi
minyak dalam pembuatan margarin.
Proses elektrolisis juga banyak dipakai
dalam
“electroplating”
dimana
permukaan suatu logam dilapisi
dengan logam lain yang lebih mulia;
misalnya besi dapat dilapisi dengan
nekel, tembaga dan krom. Proses
pelapisan
ini
dikerjakan
untuk
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
11 / 037 - 47
melindungi logam terhadap
atau dengan tujuan dekoratif.
korosi
Aplikasi penting lainnya adalah dalam
pemurnian
logam-logam
tertentu,
misalnya pemurnian tembaga untuk
dipakai sebagai kabel penghantar arus
listrik.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
11 / 038 - 47
Peristiwa korosi dan cara
pencegahannya
1. Korosi sebagai peristiwa
elektrokimia
Pada dasarnya proses korosi adalah
proses per-pindahan elektron, jadi
merupakan proses redoks.
Korosi secara elektrokimia terjadi jika
pada sistem korosi terdapat bagianbagian yang dapat berperan sebagai
anoda maupun sebagai katoda dalam
lingkungan
yang
mengandung
elektrolit.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
11 / 039 - 47
e
Zn -
+ Cu
Zn
Zn
2+
Cu2+ + 2e
Cu
+2e
Zn2+
Cu2+
Sel Korosi Seng-Tembaga
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
11 / 040 - 47
2. Korosi yang disertai absorpsi
oksigen
Tiap proses korosi terdiri atas dua
proses yaitu
Oksidasi pada pusat anoda
Reduksi pada pusat katoda
Kedua proses ini terjadi bersamaan
Oksidasi merupakan pelarutan logam
Dalam lingkungan netral atau basa
terdapat kemungkinan reduksi dari air,
2 H2O + 2e H2 + 2OHReaksi ini tidak terjadi dalam jumlah
yang berarti oleh karena pada
umumnya pembentukan gas hidrogen
pada permukaan logam tidak berlangsung dengan mudah.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
11 / 041 - 47
Jika dalam larutan terdapat oksigen,
maka reaksi reduksi
2 H2O + O2 + 4e 4OHakan terjadi jauh lebih mudah.
3. Korosi karena reaksi
diferensial
Sekalipun tidak terdapat pusat-pusat
katoda pada permukaan besi berupa
logam yang relatif lebih mulia, namun
korosi dapat berlangsung jika konsentrasi oksigen pada bagian-bagian
permukaan tidak sama
Sebatang logam besi yang dicelupkan
vertikal
ke dalam air mengalami
korosi pada ujung yang tercelup.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
11 / 042 - 47
Berdasarkan
persamaan
Nernst,
potensial dari suatu elektroda di mana
terjadi reaksi
2 H2O + O2 + 4e 4OHBergantung pada tekanan gas oksigen
- 4
OH
RT
E = E ln
4F
PO 2
RT
RT
= E ln OH- +
ln PO 2
4F
4F
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
11 / 043 - 47
Udara
Pusat Katoda
2H2O + O2 + 4e
4OHPusat Anoda
Fe
Fe2+ + 2e
{
{
Air
a
Korosi mulai di
sebelah bawah
4. Cara-cara pencegahan korosi
Mencegah kontak antara logam dan
lingkungan yang dapat menyebabkan
korosi dapat dilakukan dengan
mengecat permukaan logam
Lapisan
cat
harus
menutupi
permukaan logam dengan sempurna,
tidak berpori dan tidak mudah rusak.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
11 / 044 - 47
Cara lain, melapisi permukaan logam
dengan logam lain
Contoh : Besi dilapisi dengan Seng,
Timah atau Krom
Pelapisan dengan Krom tujuannya
dekoratif
Pelapisan dengan seng dikenal
sebagai proses Galvanisasi, lebih
efektif daripada pelapisan dengan
timah.
Metode lain dalam pencegahan korosi
ialah
Dengan cara mencegah terjadinya
reaksi pada pusat anoda atau
Pada
pusat
katoda
dengan
menggunakan inhibitor
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
11 / 045 - 47
Inhibitor Anodik : Zat pengoksidasi
seperti
nitrit,
nitrat,
kromat atau dikromat.
Inhibitor Katodik : Mempengaruhi
reaksi pada katoda
Proteksi Katodik : Cara lain dalam
pencegahan korosi.
Cara
ini
banyak
digunakan
untuk
melindungi pipa-pipa
besi dalam tanah. Pipa
yang dilindungi itu
dihubungkan dengan
logam yang lebih aktif
dari besi.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
TI222 – Kimia Lanjut
Contoh
11 / 046 - 47
:
Korosi besi dalam
lingkungan
netral
yang
mengandung oksigen
Permukaan besi selalu mengandung
zat-zat asing dalam bentuk atom
logam yang relatif lebih mulia,
misalnya tembaga, yang dapat
berperan sebagai pusat-pusat katoda
dalam proses korosi.
Proses
korosi
diawali
dengan
pelarutan besi menjadi ion besi (Fe2+).
Elektron-elektron yang dilepaskan
tertarik pada pusat-pusat katoda (Cu)
dan di sini terjadi reduksi yang
melibatkan air dan oksigen terlarut.
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
2
Sept - 1999
S0372-Bahan Pendukung 8.-Kimia Teknik Sipil 08 / 047 - 047
Ion OH- yang dihasilkan berdifusi ke
dalam larutan dan bereaksi dengan
ion Fe2+ membentuk Fe(OH)2 yang
kemudian
mengendap
pada
permukaan besi.
Endapan ini berwarna hijau muda
dapat teroksidasi lebih lanjut (jika
persediaan oksigen cukup) menjadi
besi oksidasi terhidrasi yang dikenal
sebgai karatan besi dengan warnanya
yang khas yaitu merah coklat.
A. Fe Fe2+ + 2e
B. Fe2+ + 2OH- Fe(OH)2 (endapan hijau)
C. 4Fe(OH)2 + O2 2H2O + 2Fe2O3.H2O
(karatan yang berwarna merah coklat)
BINA NUSANTARA
Edisi :
1
Revisi :
0
Sept - 2005
© Copyright 2024 Paperzz
