elektrokimia pers.nernst k2

PERSAMAAN NERNST

Nama anggota kelompok 2 ELKIM:

Prilda Titi Saraswati(11/316972/PA/14090)Noviana Indah Sholehah(11/316973/PA/14091)Elisabeth Dian Mayasari(11/316975/PA/14093)Lina Nur Latifah(11/316979/PA/14097)Nur Warohmah(11/316980/PA/14098)Dwi Rizky Fardani(11/316981/PA/14100)Pramitha Siwi R A(11/PA/316982/PA/14102)Novia Kadarsih(11/316990/PA/14108)Elvina Apriliani(11/316985/PA/14103)Mardatilah(11/316992/PA/14110)Yosephine Putri Eunikhe(11/316997/PA/14115)Ani Devi Ariyanti(11/316998/PA/14116)Bakhtiar Eka Saputra(11/317001/PA/14119)Fahri Swasdika(11/316995/PA/14113)Nurul Hidayah ()

Walther Hermann Nernstadalah kimiawan Jerman yang menerapkan asas-asas termodinamika ke sel listrik. Dia menciptakan sebuah persamaan yang dikenal sebagai persamaan Nernst, yang menghubungkan voltase sel ke propertinya. Lepas dari Joseph Thomson, ia menjelaskan mengapa senyawa terionisasi dengan mudah dalam air. Penjelasan ini disebut aturan Nernst-Thomson yang menyatakan bahwa sulit halnya bagi ion yang ditangkap untuk menarik satu sama lain melalui insulasi molekul air, sehingga terdisosiasi.

Persamaan Nernst

Persamaan Nernst

Persamaan Nernst adalah persamaan yang melibatkan potensial sel dengan konsentrasi suatu reaksi. Reaksi oksidasi reduksi banyak yang dapat dilangsungkan pada kondisi tertentu untuk membangkitkan listrik. Dasarnya bahwa reaksi oksidasi reduksi itu harus berlangsung spontan di dalam larutan air jika bahan pengoksidasi dan pereduksi tidak sama.Persamaan Nernst

Hubungan antara potensial sel aktual E dan potensial standar E dikembangkan sebagai berikut: G o nFE o Dengan analogi dapat ditulis :G nFEsel Hubungan antara G dan G o G = G + RT ln Q-nFE = -nFE + RT ln QE = E + (RT/nF ) ln QPersamaan Nernst yang lebih umum: E = E + (0,059/n ) log Q

Persamaan Nernst

AKTIVITAS DAN KOEFISIEN AKTIVITASJika persamaan Nerst diterapkan pada larutan yang lebih pekat, term Q dalam reaksi dinyatakan sebagai Aktivitas.Koefisien aktivitas () terkait dengan konsentrasi ion terhadap aktivitasnya (a) dalam larutan, dengan hubungan a = . C

Koefisien Aktivitas

POTENSIAL SEL DAN pH ; DIAGRAM STABILITASPotensial standard dipengaruhi oleh pH (0 atau 14), dimana ion memiliki aktivitas satuPenggandaan jumlah ion H+ atau OH menyebabkan potensial dari persamaan Nernst dapat bervariasi dengan pH.Hal ini berguna untuk melihat situasi dengan cara lain dengan mempertimbangkan kombinasi apa dari potensial dan pH yang memungkinkan adanya kestabilan dari spesies tertentu. Hal tersebut diungkapkan melalui diagram E versus pH dan dikenal sebagai diagram pourbaix.

Koefisien Aktivitas

Koefisien Aktivitas

Gambar 1. Diagram stabilitas (pourbaix) untuk airOksidasi air : H2O O2(g)+ 4 H++ 2ePersamaan Nernst : Terdapat 2 nilai Eo di dalam diagram stabilitas air dengan kondisi aktivitas H+ (pH = 0) dan tekanan gas 1 atm.Pada kombinasi pH dan E Yang terletak pada daerah berwarna putih, tekanan parsial O2 atau H2 melebihi 1 atm. Hal tersebut menandakan dekomposisi air.Pada sistem terbuka, air terdekomposisi walaupun pada tekanan parsial hidrogen yang lebih rendah.

Koefisien Aktivitas

air dapat terdekomposisi oleh oksidator kuat seperti Cl2 dan oleh reduktor lebih kuat dari H2 . Reaksi reduksi dapat ditulis sebagai berikut : 2H+ + 2e- H2 (g)atau dalam larutan netral atau alkali :H2O + 2e- H2 (g) + 2OH- Stabilitas Air

Stabilitas Air

Dua nilai E yang ditampilkan di sebelah kiri menunjukkan kondisi standar satuan aktivitas H+ (pH = 0), dan tekanan gas 1 atm. Pada kombinasi pH dan E yang terletak di luar area, tekanan parsial O atau H melebihi 1 atm, membuktikan adanya dekomposisi air. Satuan Tekanan parsial tidak ada (arbitrary) , dalam suatu sistem terbuka ke atmosfer, air dapat terdekomposisi bahkan pada tekanan parsial H yang jauh lebih rendah , dan pada tekanan oksigen dibawah 0,2 atm. Tapi proses ini dalam banyak kasus sangat lambat.Stabilitas Air

Diagram di atas memiliki hubungan dengan elektrokimia korosi logam. Jadi logam diatas hidrogen pada deret aktivitas akan cenderung teroksidasi (korosi) dengan reduksi ion H+ atau air.Stabilitas Air

Karena klorin banyak digunakan sebagai disinfektan untuk air minum, kolam renang, dan pengolahan limbah, ada baiknya melihat diagram stabilitas. Perhatikan bahwa agen bakterisida yang efektif tidak Cl2 sendiri, tetapi oksidasi produk HOCl asam hipoklorit nya yang dominan pada nilai pH di bawah pKa sebesar 7,3Klor Dalam Air

Cl2 tidak stabil dalam air kecuali pada pH sangat rendah, itu terurai menjadi HOCl dan Cl-. Asam hipoklorit dan anion yang merupakan oksidan kuat dari O2 dan dengan demikian tunduk pada dekomposisi dalam air. Satu-satunya spesies klorin stabil di dalam air adalah Cl-. Dekomposisi HOCl terjadi sangat lambat dalam gelap, tetapi dikatalisasi oleh sinar matahari. Untuk alasan ini klorin dalam kolam renang luar harus sering diperbaharui. Dekomposisi Cl2 dan HOCl melalui reaksi dengan bahan organik dalam sistem pasokan air perkotaan terkadang membuat perlu untuk menyuntikkan tambahan klorin di lokasi terpencil.

Klor Dalam Air

Klor Dalam Air

Setiap garis utuh merupakan kombinasi dari E dan pH di mana kedua spesies di kedua sisi itu dapat hidup berdampingan, di semua titik lain, hanya satu spesies stabil. Perhatikan bahwa kesetimbangan antara spesies dipisahkan oleh garis diagonal tergantung pada kedua E dan pH, sedangkan yang dipisahkan oleh garis horizontal atau vertikal hanya dipengaruhi oleh pH atau hanya E, masing-masingKlor Dalam Air

Besi merupakan unsur yang paling banyak digunakan. Salah satu kelemahan besi adalah sifatnya yang sangat mudah mengalami korosi.Melalui deret voltadanHukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui kemungkinan terjadinya korosi.

Besi

diagram Pourbaix dapat dibaca seperti diagram fase standar dengan satu set yang berbeda dari sumbuTiga tingkat oksidasi besi : 0,+2,+3 dapat dilihat pada diagramDaerah stabilitas untuk keadaan besi teroksidasi ditunjukkan hanya dalam daerah stabilitas airKesetimbangan antarspesies dipisahkan oleh garis vertikal tergantung pada pH sajaBesi

+3 Keadaan oksidasi adalah satu-satunya yang paling stabil hanya pada lingkungan dimana tingkat oksidasi dikendalikan oleh atmosfer O2. Inilah alasan kerak bumi mengandung oksida besi, yang dikembangkan hanya setelah munculnya tanaman hijau yang merupakan sumber dari O2.Besi bereaksi dengan H + untuk membentuk H2 dan Fe (II), yang terakhir kemudian bereaksi dengan O2 untuk membentuk berbagai warna oksida Fe (III)yang merupakan "karat, pelapisan (coating)".

Besi

Sel konsentrasi adalah sebuah sel dari dua setengah sel yang terdiri atas material yang sama tetapi berbeda konsentrasi ionnya.

Sel Galvani

Sel Galvani

Sel galvani adalah sel elektrokimia yang dapat menghasilkan energi listrik yang disebabkan oleh terjadinya reaksi redoks yang spontan. Sel galvanic 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 Galvani

Reaksi yang terjadi:Dengan mengkombinasikan reaktan secara langsung(bukan sel) , maka tidak ada kerja yang dilakukan dan panas yang dilepas adalah H.Reaksi terjadi di dalam sel yang memiliki kerja listrik, panas yang dilepas diminimumkan oleh jumlah kerja elektrik yang dilakukan. Pada operasi reversibel, panas yang dilepas menjadiH = G0 + T S

Sel Galvani

a.Penentuan produk kelarutan Prosedur umum yang digunakan yaitu merangkai sel di mana salah satu elektroda melibatkan garam tak larut, dan reaksi sel totalnya hanya kelarutan garamnya.contoh: Penentuan Ksp AgClAg(s) | Ag+ (?M) || Ag+ , Cl - | AgCl (s) | Ag (s)Katoda : AgCl (s) + e- Ag(s) + Cl- (aq) Eo = +0,222 vAnoda : Ag(s)Ag+ (aq) +e- Eo = -0,799 vTotal :AgCl (s) Ag(s) + Cl- (aq) Eo = -0,577 v

Aplikasi Analitik Persamaan Nernst

b.Titrasi potensiometriPenentuan konsentrasi ion secara akurat melalui pengukuran secara langsung potensial sel biasanya tidak mungkin, disebabkan keberadaan ion ion lain dan minimnya informasi tentang koefisien aktivitas.Untuk menentukan konsentrasi ion secara langsung adalah dengan cara titrasi dengan ion lain.Contoh: penentuan konsentrasi awal ion Fe2+ titrasi dengan agen pengoksidasi kuat seperti Ce4+Pt(s) Fe2+ . Fe3+ elektroda pembandingMula mula sel di kiri hanya mengandung Fe2+.Setelah dititrasi ion fero teroksidasi menjadi fe3+. Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+


c.Pengukuran pHpH didefinisikan sebagai aktivitas ion hidrogen ,bukan konsentrasi.Sehingga elektroda hidrogen dapat diukur secara langsung [H+ ] nya sebagai pH. Elektroda gelasTerdiri dari elektroda pembanding Ag-AgCl yang kontak dengan larutan HCl dihubungkan oleh membran. Emembran = konstanta + (RT/F) ln ([H+] + konstanta)


Jawaban:koefisien aktivitas suatu individu ion secara percobaan tidak dapat ditentukan.Hal ini dikarenakan, potensial sel nya berubah-ubah dengan sangat cepat. Oleh karena itu untuk mencapai kesepakatan antara perhitungan kesetimbangan eksperimental dengan hitungan yang teoritis, seorang kimiawan mengalikan konsentrasi aktual dengan bilangan tertentu (koefisien yang sudah ada/ketetapan)Pertanyaan :Dari : Kharistya RozanaCara menentukan koefisien aktivitas pada potensiometer bagaimana?

SELESAI

elektrokimia pers.nernst k2

Documents