Reaksi berikut yang dapat terjadi dalam keadaan standar adalah

Table of Contents Show

Pengertian Sel Volta
Jenis-jenis Elektroda pada Sel Volta
Deret Volta
Tips Mengerjakan Soal Materi Sel Volta
a. Penentuan unsur yang tepat pada sel volta
b. Penetuan logam elektroda sel volta yang tepat
c. Penentuan logam yang tepat saat terjadinya proses pengorosian logam
Contoh Soal Materi Sel Volta
Contoh Soal 1
Contoh Soal 2
Video yang berhubungan
Video yang berhubungan

Sel volta merupakan sel yang mengubah energi kimia jadi energi listrik. Ada 2 jenis elektroda dalam sel volta; elektroda padat dan elektroda tidak padat. Ada pula istilah deret volta, yakni deret kereaktifan logam yang memberitahu nilai potensial elektroda standar logam. Dalam praktiknya, sel volta menggunakan reaksi redoks [reduksi dan oksidasi] spotan.

Halo Quipperian! Kali ini Quipper Blog akan membahas tentang materi sel volta. Materi sel volta sering keluar dalam Ujian Semester kelas 12 atau pun soal UNBK Kimia. Namun, sebagian dari siswa masih kesulitan menjawab soal tersebut karena kurangnya memahami materi sel volta secara mendalam.
Nah, makanya pada sesi kali ini, Quipper Blog akan membahas tentang sel volta dan diagramnya, prinsip kerja sel volta, sifat deret volta, tips dan trik menyelesaikan soal sel volta, serta soal dan pembahasan dari bank soal Quipper Video yang up to datetentunya. Check this out!

Pengertian Sel Volta

Sel volta adalah sel yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Sel volta menggunakan reaksi redoks spontan. Reaksi redoks merupakan singkatan dari reaksi reduksi dan oksidasi. Gambar dan prinsip kerja dari sel volta adalah sebagai berikut:

Hasil reaksi pada sel volta ditulis menggunakan diagram sel volta. Diagram selnya adalah sebagai berikut:

Di mana: A adalah logam anoda

Ax+ adalah ion logam anoda yang teroksidasi

By+ adalah ion logam katoda yang tereduksi B adalah ion logam katoda. Tanda [ | | ] adalah jembatan garam Tanda [ | ] adalah reaksi yang terjadi pada elektroda

Contoh: Pada suatu sel volta, anoda besi tercelup pada FeSO4, katoda nikel tercelup pada NiSO4. Buatlah reaksi sel volta dan diagram selnya!

Jenis-jenis Elektroda pada Sel Volta

Jenis-jenis elektroda pada sel volta adalah sebagai berikut.

a. Elektroda padat/logam

Logam padat dijadikan elektroda dan bereaksi. Contoh elektroda Fe pada larutan FeSO4, elektroda Ni pada larutan H2SO4.

b. Elektroda tidak padat

Apabila elektroda merupakan elektroda inert [tidak mudah bereaksi] [Pt, Au, dan C], maka zat lainlah yang mengalami reaksi sel.

Suatu sel volta memiliki nilai potensial sel standar [E0 sel]. Rumusan matematis dari potensial standarnya adalah sebagai berikut:

Contoh soal: Tentukan nilai potensial sel jika anodanya adalah Zn dengan E0 = -0,76 V, dan katodanya adalah Ag dengan E0= + 0,80 V.
Jawab: Diketahui E0Anoda = -0,76 V dan E0katoda = 0,80 Volt

Sehingga nilai potensial selnya adalah sebagai berikut:

Maka diagram sel volta yang dihasilkan adalah sebagai berikut:

Nilai potensial standar ini menunjukkan 3 ciri pada sel volta:

Tegangan yang dihasilkan oleh sel volta
Jika nilai E0sel > 0 [+] maka reaksi sel spontan [berlangsung]
Jika nilai E0sel < 0 [-] maka reaksi sel tidak spontan [tidak berlangsung]

Reaksi Sel tidak spontanmenunjukkan tidak terjadinya suatu reaksi pada sel volta. Hal ini disebabkan karena penempatan anoda dan katoda tidak mengacu pada deret volta, sehingga E0 sel bernilai negatif.

Deret Volta

Deret Volta adalah deret elektrokimia/kereaktifan logam yang menunjukkan nilai potensial elektroda standar logam [E0]. Sifat deret volta adalah sebagai berikut:

Semakin ke kanan, nilai logam semakin mudah tereduksi [Nilai E0lebih positif]
Semakin ke kiri, nilai logam semakin mudah teroksidasi [Nilai E0lebih negatif]

Di bawah unsur-unsur deret volta terdapat nilai kereaktifan logam. Untuk menjawab soal-soal Kimia SMA, kita tidak perlu menghafal nilai kereaktifan logam tersebut. Kita hanya perlu memahami posisi dari unsur-unsur pada deret volta. Deret volta dimulai dari kiri ke kanan, di mana unsur kiri nilainya lebih negatif [-] menuju ke unsur yang nilainya lebih positif [+]. Untuk lebih mudah menghafal unsur-unsur dari deret volta, Quipper Blog menyediakan jembatan keledai yang menarik agar Quipperian semakin mudah menghafalnya yaitu sebagai berikut:

Tips Mengerjakan Soal Materi Sel Volta

Dalam penyelesaian soal sel volta, biasanya terdapat 3 jenis soal yang diberikan. Berikut solusi yang Quipper Blog bisa berikan buat kamu:

a. Penentuan unsur yang tepat pada sel volta

Untuk menyelesaikan soal ini, Quipperian harus memahami bahwa posisi katoda adalah sebelah kanan sedangkan anoda berada di sebelah kiri. Katoda memiliki potensial yang besar sedangkan anoda memiliki potensial yang kecil. Oleh sebab itu, dapat dibuat jembatan keledai sebagai berikut:

b. Penetuan logam elektroda sel volta yang tepat

Untuk menyelesaikan soal tipe ini, Quipperian harus memahami bahwa syarat terjadinya sel volta adalah reaksinya spontan, artinya elektrodanya mempunyai nilai positif. Ingat lagi rumus matematis elektroda standar, ya!

c. Penentuan logam yang tepat saat terjadinya proses pengorosian logam

Korosi [perkaratan]adalah suatu reaksi reduksi-oksidasi antara logam dengan faktor lingkungannya. Mekanisme terjadinya korosi secara umum adalah:

logam menjadi anoda dan teroksidasi
faktor lingkungan menjadi katoda dan tereduksi

Proses korosi akan cepat terjadi apabila logam tersebut dilapisi dengan logam yang berada pada sebelah kanan di deretan voltanya. Contoh Fe [Besi] akan cepat korosi apabila dilapisi logam Ni [Nikel], Pb [timbal], Pt [platina], dan lainnya.

Contoh Soal Materi Sel Volta

Biar kamu makin dalam belajar tentang sel voltanya, coba yuk kerjakan contoh soal dari Quipper Video yang ada di bawah ini.

Contoh Soal 1

Pembahasan: Dari soal 1 terlihat bahwa terdapat 5 unsur logam yang memiliki potensial yang berbeda-beda. Diketahui nilai potensial unsur Ag+= +0,79 V sedangkan nilai potensial unsur Mg adalah -2, 35V. Dari soal terlihat bahwa unsur Ag berperan sebagai katoda dan unsur Mg berperan sebagai anoda. Maka diperoleh nilai potensial elektrodanya sebagai berikut:

Contoh Soal 2

Pembahasan: Diketahui 4 unsur yang memiliki potensial yang berbeda-beda. Pertanyaan dari unsur tersebut reaksi yang dapat berlangsung spontan adalah?

Reaksi sel volta dapat berlangsungspontanapabila nilai elektroda mempunyai nilai positif [+]. Oleh sebab itu menggunakan rumus matematis elektroda dan diperoleh reaksi antara Br2dan KI karena nilai Elektrodanya [E0] = +0,45 V.

Pembahasan: Dari soal diatas, terdapat beberapa unsur yang memiliki potensial yang berbeda, ada yang [+] dan ada yang [-]. Pertanyaannya adalah urutan yang tepat pada deret volta dari kiri ke kanan adalah… Sebagaimana kita ketahui bahwa deret Volta adalah suatu deretan unsur yang memiliki potensial yang berbeda dimana dari kiri dimulai dari elektroda yang negatif [-] menuju elektroda yang nilainya positif [+]. Oleh sebab itu jawaban yang tepat dari soal no 3 adalah sebagai berikut.

Gimana Quipperian pembahasan materi sel volta dari Quipper Blog di atas? Mudah-mudahan cukup membantu dan mencerahkan kamu, ya! Anyway, kalau kamu masih mau lanjut belajar materi ini atau materi lainnya, langsung saja gabung di Quipper Video, deh. Di sana kamu bisa belajar materi apapun dari para tutor kece lewat video, rangkuman, dan latihan soal. Buruan daftarkan diri dan sampai jumpa di artikel lainnya, ya!
Sumber:

Penulis: William Yohanes

kimia kelas 12 materi kimia kelas 12

Video yang berhubungan

Soal - Soal Sel VOLTA

Untuk lebih lengkap silahkan download filenya pada link dibawah ini:

Pembahasan Soal - Soal Sel Volta: (DOWNLOAD)

Contoh Soal 1

Diketahui Potensial elektrode perak tembaga sbb:

Ag+ + e → Ag E0 = + 0,80 V

Cu2+ + 2 e → Cu E0 = + 0,34 V

Carilah :

a. Diagram sel

b. Harga potensial sel

c. Reaksi selnya

Contoh Soal 2

Tiga logam L, M, P dapat membentuk ion-ion positif L2+ , M2+, P+. Diketahui sbb:

L2+ (aq) + P(s) → tidak terjadi reaksi

2P+ (aq) + M(s) → M2+ (aq) + 2P(s)

M2+ (aq) + L (s) → M(s) + L2+ (aq)

Urutan ketiga loga sesuai dengan potensial elektrode yang meningkat ialah....

A. P, M, L

B. L, M, P

C. M, L, P

D. M, P, L

E. P, L, M

Pembahasan

Reaksi akan berlangsung jika logam disebelah kiri deret volta mendesak ion sebelah kanannya. Sebaliknya, reaksi tidak akan berlangsung jika ion di sebelah kiri direaksikan dengan logam di sebelah kanan. Jawaban B

Contoh Soal 3

Dua Logam M dan N diketahui bahwa M lebih mudah bereaksi dengan air dari pada N. Maka dikatakan bahwa.....

1. M dapat menggeser N dari senyawa ionnya

2. M mempunyai potensial elektrode yang lebih negatif

3. Oksida M lebih sulit direduksi dari pada oksida N

4. M lebih mudah dioksidasi daripada N

Pembahasan

Pada deret volta unsur yang terletak di sebelah kiri memiliki tingkat oksidasi lebih besar dari pada unsur yang terletak di sebelah kanannya ( unsur sebelah kiri mereduksi ion unsur sebelah kanan) jawaban E

Contoh Soal 4

Logam A dapat mendesak logam B dari larutannya, logam C dapat mendesak logam B dari larutannya , logam C tidak dapat mendesak logam A dari larutannya. Urutan potensial reduksi yang semakin negatif dari ketiga logam tersebut adalah...

Pembahasan

Dalam deret volta logam yang terletak sebelah kiri memiliki tingkat oksidasi lebih tinggi dibandingkan dengan logam yang berada di sebelah kanannya ( logam kiri mereduksi ion logam sebelah kanannya)

Maka urutan ketiga logam dalam deret volta A - C - B

Sehingga urutan berdasarkan E0 adalah B - C - A

Contoh Soal 5

Jika diketahui :

Mg + 2Ag+ → Mg2+ + 2Ag E0 = +3,12 V

Ag+ + e → Ag E0 = +0,80 V

Cu2+ + 2e → Cu E0 = +0,34 V

Maka potensial standar untuk reaksi berikut adalah....

Mg + Cu2+ → Mg2+ + Cu

Untuk lebih lengkap silahkan download filenya pada link dibawah ini:

Pembahasan Soal - Soal Sel Volta: (DOWNLOAD)

Contoh Soal 6

Berdasarkan data sbb:

Fe2+ + 2e → Fe E0 = -0,44 V

Pb2+ + 2e → Pb E0 = -0,13 V

Zn2+ + 2e → Zn E0 = -0,76 V

Sn2+ + 2e → Sn E0 = -0,14 V

Maka reaksi yang dapat berlangsung dalam keadaan standar adalah....

1. Fe2+ + Zn → Fe + Zn2+

2. Pb2+ + Fe → Pb + Fe2+

3. Sn2+ + Zn → Sn + Zn2+

4. Zn2+ + Pb → Zn + Pb2+

Contoh Soal 7

Diketahui potensial reduksi standar sbb:

Fe3+ / Fe2+ = +0,77 V

Cu2+ / Cu = +0,34 V

Zn2+ / Zn = -0,76 V

Mg2+ / Mg = -2,37 V

Untuk Reaksi

Mg + 2Fe3+ →Mg2+ + 2Fe2+ memiliki potensial sel ..

Contoh Soal 8

Diketahui data sbb:

Fe2+ / Fe E0 = -0,44 V

Ni2+ / Ni E0 = -0,25 V

Sn2+ / Sn E0 = -0,14 V

Pb2+ / Pb E0 = -0,13 V

Mg2+ / Mg E0 = -2,37 V

Cu2+ / Cu E0 = +0,34 V

Berdasarkan harga E0 di atas, manakah logam yang dapat memberikan perlindungan katodik terhadap besi ?

Pembahasan

logam yang dapat memberikan perlindungan katodik terhadap besi berarti agar logam besi tidak terokdidasi, maka dipilih logam lain dengan harga E0 yang lebih kecil dibandingkan dengan E0 besi untuk pelindungan, sehingga yang paling tepat adalah logam Mg.

Contoh Soal 9

Tulislah reaksi elektrode dan reaksi sel pada masing-masing sel volta berikut:

a. Ni | Ni2+ || Ag+ | Ag

b. Pt | H2 | H+ || Ce4+, Ce3+ | Pt

Contoh Soal 10

Mg2+ (aq) + 2e → Mg (s) Eo = −2,38 volt
Al3+ (aq) + 3e → Al (s) Eo = −1,66 volt

Notasi sel reaksi yang dapat berlangsung adalah....
A. Mg | Mg2+ || Al3+ | Al
B. Al | Al3+ || Mg2+ | Mg
C. Mg2+ | Mg || Al | AlMg3+
D. Al3+ | Al || Mg2+ | Mg
E. Mg | Mg2+ || Al | Al3+

Pembahasan

Eo sel dari Mg lebih kecil dari Eo sel Al, sehingga Mg dijadikan sebagai anoda dan Al dijadikan katodanya.

Mg | Mg 2+ (mengalami oksidasi)

Al3+ | Al (mengalami reduksi)

Contoh Soal 11

Reaksi redoks berikut berlangsung spontan

2 Al + 6H+ → 2Al3+ + 3H2

Gambarlah rangkaian sel volta berdasarkan reaksi tersebut dan tulis diagram atau notasi sel nya...

Contoh Soal 12

Gambarkan rangkaian sel volta dan tulisan lambang / diagram sel voltanya untuk reaksi

Cd + Ni2+ → Cd2+ + Ni

Contoh soal 13

Ni2+ + 2e → Ni E0 = -0,25 V

Pb2+ + 2 e → Pb E0 = -0,13 V

Berapa Potensial standar sel volta yang terdiri dari Ni dan Pb ?

Pembahasan

E0 yang besar mengalami reduksi , E0 yang kecil mengalami Oksidasi

E0 sel = E0 reduksi – E0 oksidasi

= - 0,13 – ( - 0,25)

= + 0,12 V

Contoh soal 14

Apakah sebabnya reaksi redoks dapat dijadikan sumber listrik searah?

Pembahasan

Karena dalam reaksi redoks dihasilkan aliran elektron yang bergerak pada penghantar menyebabkan dihasilkannya sumber asrus listrik searah

Contoh Soal 15

Apakah fungsi jembatan garam pada sel volta?

Pembahasan

Jembatan garam berfungsi sebgagai penghantar elektrolit (yang mengalirkan ion-ion dari suatu elektrode lainnya) untuk mengimbangi alian elektron dari anoda ke katoda

Contoh soal 16

Suatu sel volta tersusun dari elektrode logam A di dalam larutan A+ dan elektrode logam B dalam larutan B2+. Dengan beda potensial sebesar 2 volt. Jika logam A sebagai kutub positif dn logam B sebagai kutub negatif, carilah

A. Anoda dan katodanya

B. Reaksi di anoda dan katoda

C. Notasi sel

Contoh soal 17

Sel volta memiliki notasi sel sbb:

Mg | Mg2+ || Sn2+ | Sn E0 sel = +2,23 V

Tentukanlah arah aliran listrik, tentukan anoda dan katodanya, tulis reaksinya dan notasi selnya.

Contoh Soal 18

Apakah manfaat nilai elektroda standar?

Tuliskan elektrode yang digunakan standar dan jelaskan cara mengukur potensial elektroda standar!

Pembahasan

Manfaat elektroda standar adalah untuk menentukan potensial standar dari logam yang lain

Elektroda yang digunakan sebagai standar adalah elektroda hidrogen – platina. Caranya elektroda disusun menjadi suatu sel elektrokimia dengan elektroda standar dan besarnya potensial dapat dibaca pada voltmeter.

Contoh soal 19

Jika diketahui sbb:

Pb2+ + 2e → Pb E0 = -0,14 V

Cr3+ + 3e → Cr E0 = -0,74 V

a. Tulis reaksi di anoda dan katoda

b. Tentukan potensial sel

c. Notasi selnya

Contoh Soal 20

Diberikan data beberapa potensial standar sebagai berikut:

Ag+ + e → Ag E0 = + 0,80 V
Mg2+ + 2e → Mg E0 = − 2,37 V
Cu2+ + 2e → Cu E0 = + 0,34 V
Zn2+ + 2e → Zn E0 = − 0,76 V Tentukan: a) Potensial sel yang diperoleh jika digunakan elektrode I dan II

b) Potensial sel yang diperoleh jika digunakan elektrode I dan III