CHRONOAMPEROMETRY

ELEKTROANALISIS

oleh:

Siti Aisah (111810301009)Zuni Dihliziah (121810301023)Mufrihah .N(121810301068)Dewi Andriana Putri (121810301053)Eka Suwitasari (121810301069)Dwi Purwita Utari (121810301072)Alifah Mustafidah(131810301002)Arum meta mega sari(131810301006)

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS JEMBER2015

6.2 Menentukan Arus dengan WaktuDalam prcobaan kronoamperometer, pengukuran arus (amp) merupakan fungsi dari waktu (chrono). Hal ini biasanya untuk memulai dengan larutan yang terdapat pada sekitar elektroda yang hanya mengandung satu bentuk redoks dari suatu analit. Contoh yang digunakan seperti ion Thallium. Potensial kerja electrode akan berubah dari potensial yang hanya T1+ dalam bentuk stabil menjadi bentuk stabil potensial TI3+. Gambar 6.2 (a) menunjukkan plot antara waktu dengan potensial dimana peningkatan potensial terjadi secara vertikal. Peningkatan secara vertikal tersbut terjadi hanya untuk muatan doubel layer disekitar elektrode. Potensial sebelum tahapan ini yaitu, e.g 0V i.e. katodik baik (negativ) dari EOTI3+, TI+ (=1,252 V), jadi TI+ adalah hanya bentuk stabil dari redox dan bukan TI3+ yang terbentuk. Potensial seelah tahap ini, e.g. 1,6 V i.e. adalah anodic yang baik dari EOTI3+, TI+ jadi TI3+ hanya stabil dalam bentuk redoks, sehingga mengakibatkan TI+ teroksidasi menjadi TI3+.Pada gambar 6.2 (b) ditunjukkan jejak dari arus terhadap waktu sebgai suatu respon terhadap potensial. Jejak menunjukan peningkatan yang cepat, dengan meningkatnya kemungkinan memerlukan waktu yang pendek. Waktu antara tahapan potensial dan peningkatan waktu yang maksimum. Laju arus akan mengalir lancar setelah kenaikan waktu, sehingga nilainya mencapai nol. Plot yang sering disebut transients untuk mnekankan ketergantungan waktu.

DQ 6.5Mengapa double layer effect menyebabkan penundaan waktu yang lebih lama dalam current trace dibandingkan dalam potential trace?AnswerPenundaan dalam mencapai voltase maksimum (gambar 6.2 (a)) menyebabkan pengisian double layer, i.e. hanya menyesuaikan posisi dari ion. Kontrasnya, waktu penundaan dalam mencapai puncak dari current trace (gambar 6.2(b)) menyebabkan perubahan elektrokimia untuk analit dalam double-layer, mengikuti hukum faraday

Gambar 6.2 selama percobaan kronoamperometri, potensial berjalan dari potensial awal E1 (dimana tidak ada elektrodinamika yang terjadi) menuju potensial kedua E2 dimana reaksi elektroda telah berjalan sempurna, i.e. arus membatasi: (a) jejak dari potensial terhadap waktu (b) jejak arus terhadap waktu. Dalam kedua kasus, hanya bentuk dari transport massa yaitu difus.

6.2.1 Lapisan Nernst (Penipisan Lapisan)Sebelum energi potensial mencapai,e.g 0 1,6 V. Elektroda hanya berada di sekitar Ti+, konsentrasi larutan analit akan sama.

Dalam hal ini, setelah arus diberikan, ions Ti+ akan mengalami oksidasi menjadi Ti3+ dengan reaksi Ti+ Ti3+ + 2e-. Selanjutnya, elektroda akan berada di sekitar lapisan yang tidak mengandung Ti+. Ini mengakibatkab terjadinya penipisan lapisan Ti+. Larutan sekitar elektroda yang sudah tidak mengandung Ti+ disebut area penipisan, tekadang penipisan lapisan, dan penipisan Nernst. Ketebalan biasa disimbolkan . Waktu bertambah sesuai dengan penambahan energi potensial. Tingkat elektrolisis meningkat seiring dengan peningkatan ketebalan lapisan Nernst ().DQ 6.6 Jika elektroda dikelilingi dengan lapisan berisi bukan Tl+, mengapa dibutuhkan waktuyanglebih lama?Nilai [Tl+] dalam larutan tetap pada dasarnya hanya sebagian kecil dari Tl+ yang teroksidasi, tetapi dipermukaan elektroda dapat diperkirakan [Tl+] = 0. Tl+ berpotensi dengan cepat berdifusi menuju ke elektroda sehingga dapat mencoba keluar dari gradien konsentrasi untuk mengisi Tl+. Perlu diketahui bahwa ion Thallium akan berubah seperti teroksidasi membentuk Tl3+ dengan cepat. Hasil akhirnya yaitu gradien konsentrasi akan terbentuk dengan cepat. Variasi konsentrasi bentuk tereduksi dan teroksidasi bentuk Tl (Tl+ adalah reaktan pada gambar 6.3(a) dan Tl3+ produk pada gambar 6.3(b). Setiap konsentrasi digambarkan sebagai fungsi dari jarak elektroda permukaan larutan dimana dipengaruhi oksidasi. Garis yang melengkung atau tidak linear menunjukkan konsentrasi. Angka-angka menggabungkan rangkaian konsentrasi yang diambil dari fungsi waktu untuk menunjukkan bagaimana lapisan Nernst selama elektrolisis mengalami ketebalan karena elektromodifikasi peningkatan dengan waktu.DQ 6.7Menggunakan konsentrasi bukan aktivitas bila persamaan (6.2) ditulis dalam termodinamika dari aktivitas, melihat aktivitas koefisien dapat lebih atau kurang dalam menyamakan kedudukan jika ada larutan elektrolit dalam larutan (lihat Bagian 3.4.4, SAQ 3.9 dan Gambar 3.8). Dengan sifat yang dipelajari dalam percobaan kronoamperometri, (a) larutan elektrolit ditambahkan ke dalam larutan untuk meminimalkan efek migrasi, dan (b) larutan teroksidasi sehingga mengurangi kelarutan analit dalam pelarut. Sebagai konsekuensi dari kedua kondisi ini, kita dapat mengatakan bahwa koefisien aktivitas masing-masing redoks adalah sama. Sehingga definisi dalam aktivitas (dalam persamaan (3.12)), dapat digunakan konsentrasi bukan aktivitas, karena y ox / y red = 1, yang kemudian dapat diubah dalam persamaan (6.2).Gambar 6.3 Plot konsentrasi terhadap jarak dari larutan elektroda. ('profil konsentrasi') yang berfungsi sebagai waktu selama percobaan kronoamperometri: (a) konsentrasi TI + (sebagai reaktan) yang tersisa dalam larutan; (B) konsentrasi dari TI3 + (sebagai produk). Gerakan materi melalui larutannya adalah dengan difusi, yaitu situasi konveksi bebas.

DQ 6.8 Semua konsentrasi yang ditunjukkan pada Gambar 6.3 berhubungan dengan kondisi dimana Eapplied