Potensial Reduksi Standar

Potensial Reduksi Standar

Menurut percobaan para ahli nih n yang gue baca juga.Jika konsenrasi ion Cu ²⁺ dan Zn²⁺ keduanya adalah 1,0 M ,ternyata voltase atau emf dari sel Daniell adalah 1,10 V pada 25^oC.Voltase ini tentunya berhubungan erat dengan reaksi redoks yang terjadi,tetapi bagaimana?Seperti halnya reaksi sel keseluruhan dapat dianggap sebagai jumlah dari dua reaksi setengah-sel,emf terukur dari sel pun dapat dianggap sebagai jumlah dari potensial listrik pada elektroda Zn dan Cu.Dengan mengetahui salah satu potensial elektroda,kita dapat memperoleh potensial lainnya dengan operasi pengurangan(dari 1,10 V).Kita tidak mungkin mengukur potensial dari satu elektroda saja,tetapi jika kita secara sepihak mematok nilai potensial salah satu elektroda sebagai nol,kita dapat menggunakannya untuk menentukan potensial relative dari elektroda yang lain.Elektroda hydrogen berfungsi sebagai rujukan untuk maksud ini.Gas hydrogen dihembuskan ke dalam larutan asam klrida pada 25^oC.Elektroda platinanya memiliki dua fungsi.Fungsi pertama adalah menyediakan permukaan tempat terjadinya penguraian molekul hydrogen :

H₂ à 2H⁺ + 2e

Fungsi keduanya adalah sebagai penghantar listrik ke rangkaian eksternal.

Pada kondisi keadaan standar(ketika tekanan H₂ 1 atm dan konsentrasi larutan HCl 1 M),potensial reduksi H⁺ pada 25^oC adalah tepat nol:

2H⁺ (1 M ) +  2e  à H₂  (1 atm)                       E^o = 0 V

Superskrip”o” menyatakan kondisi standard dan E^o adalah potensial reduksi standar,atau voltase yang berkaitan dengan reaksi reduksi pada satu elektroda ketika semua zat terlarut 1 M dan semua gas pada 1 atm.Jadi,potensial reduksi standar dari elekroda hidrogen ditetapkan sebagai nol.Elektroda hydrogen ini dinamakan elektroda hydrogen standar (SHE,Standar hydrogen electrode).

Kita dapat menggunakan SHE untuk mengukur potensial dari jenis-jenis elektroda lain.Contohnya ambar 19.4(a)menunukkan sel galvanic dengan elektroda seng dan SHE.Dalam kasus ini,elektroda seng adalah anoda dan SHE adalah katoda.Kita menyimpulkan fakta ini dari menurunnya massa dari elektroda seng selama sel bekerja,yang konsisten dengan lepasnya seng ke larutan sebagai ion Zn²⁺ akibat reaksi oksidasi :

Zn_(s) à Zn²⁺_(aq) + 2e

Diagram selnya adalah

Zn_(s) | Zn²⁺ (1 M) || H⁺ (1 M) H₂ (1 atm) | Pt_(s)

Seperti yang udah dikemukakan sebelumnya ya,elektroda Pt ini menyediakan permukaan tempat terjadinya reduksi.Bila semua reaktan berada dalam keadaan standarnya (yaitu H₂) pada 1 atm,ion H⁺ dan Zn ²⁺ 1 M),emf selnya adalah 0,76 V pada 25^oC.Kita dapat menuliskan reaksi setengah selnya sebagai :

Potensial elektroda standar dari tembaga dapat diperoleh dengan cara yang sama,yaitu dengan menggunakan sebuah sel dengan elektroda tembaga dan SHE.Dalam hal ini,elektroda tembaga merupakan katoda karena massanya meningkat selama sel  bekerja,dan konsisten dan reaksi reduksi:

Contoh ini menjelaskan bagaimana kita dapat menggunakan tanda dari emf sel untuk meprediksi kespontanan reaksi redoks.Pada kondisi keadaan-standar untuk reaktan dan produk,reaksi redoks akan spontan ke kanan jika emf standar selnya positif.Jika negatif,reaksi akan spontan ke arah sebaliknya.Perlu diingat bahwa E^o sel negative tidak berarti reaksi tidak terjadi jika reaktan dicampur padakonsentrasi 1 M. Artinya tidak lain adalah kesetimbangan reaksi redoks,ketika tercapai,akan terletak di sebelah kiri.

Tabel 19.1 memuat potensial reduksi standar untuk sejumlah reaksi setengah-sel.Berdasarkan definisi,SHE mempunyai nilai E^o sebesar 0,00 V .Dibawah SHE,potensial reduksi standar negative akan meningkat,dan diatasnya potensial reduksi standar positif meningkat.Hal-hal berikut mengenai table ini perlu diketahui dalam perhitungan :

·         Nilai-nilai E^o pada reaksi setengah-sel adalah nilai untuk reaksi pada arah maju (kiri ke kanan).

·         Semakin positif E^o , semakin besar kecenderungan zat untuk tereduksi. Contohnya,reaksi setengah-sel

F₂ (1 atm)  + 2e à  2F^- (1 M)           E^o =  2,87  V

Mempunyai nilai E^o positif tertinggi diantara semua reaksi setengah-sel.Jadi,F₂ adalah zat pengoksidasi paling kuat karena mempunyai kecenderungan terbesar untuk tereduksi.Hal yang bertolak belakang terjadi pada reaksi

Li⁺ (1 M) + e à Li_(s)                      E^o= -3,05 V

Yang memiliki nilai E^o paling negative.Jadi,Li⁺ adalah zat pengoksidasi paling lemah sebab spesi ini paling sukar reduksi.Sebaliknya,kita menyatakan bahwa F^- adalah zat pereduksi paling lemah dan logam Li adalah zat pereduksi paling kuat. Pada kondisi keadaan standar,zat pengoksidasi (spesi di sebelah kiri setengah-reaksi pada table 19.1) meningkat dari bawah ke atas dan zat pereduksi (spesi di sebelah kanan setengah-reaksi ) meningkat kekuatannya dari atas ke bawah.

·         Reaksi-reaksi setengah-sel pada table adalah reaksi reversible.Bergantung pada kondisinya,setiap elektroda dapat berfungsi sbagai anoda atau sebagai katoda.Telah kita lihat sebelumnya bahwa SHE adalah katoda (H⁺ direduksi menjadi H₂) bila digandeng dengan seng didalam suatu sel dengan tembaga.

·         Pada kondisi keadaan-standar,setiap spesi disebelah kiri dari suatu reaksi setengah-sel akan bereaksi spontan dengan spesi yang muncul di sebelah kanan dari semua reaksi setengah-sel yang terletak di bawahnya pada table 19.1. Asas ini kadang-kadang disebut aturan diagonal.Nah,dalam kasus sel Daniell

Cu₂(1 M) + 2e à C_(s)                E^o = 0,34 V

Zn²⁺ (1 M) + 2e àZn(s)             E^o = - 0,76 V

Kita lihat bahwa zat disebelah kiri dari reaksi setengah-sel pertama ialah Cu²⁺ dan zat disebelah kanan pada reaksi setengah sel kedua ialah Zn.Jadi seperti telah kita lihat sebelumnya,Zn spontan mereduksi Cu²⁺ membentuk Zn²⁺ dan Cu.

·    

     Mengubah koefisien stoikiometri suatu reaksi setengah sel tidak mempengaruhi nilai E^o sebab potensial elektroda adalah sifat intensif.Ini berarti bahwa nilai E^o tidak dipengaruhi oleh ukuran elektroda atau banyaknya larutan yang ada. Contohnya

I_2(s)  +  2e à 2I^- (1 M)          E^o  = 0,53 V

Tetapi E^o tidak berubah jika kita kalikan sengah reaksi dengan 2

2I_2(s) + 4e à  4I^- (1 M)       E^o = 0,53 V

·         Seperti halnya pada ∆H,∆G dan ∆S, tanda dari E^o berubah tetapi besarnya akan tetap sama ketika kita membalik suatu reaksi