Reaksi Redoks

Reaksi Redoks

      Reaksi redoks ditandai dengan perubahan bilangan oksidasi saat pereaksi berubah menjadi hasil reaksi. Pada dasarnya reaksi oksida adalah bila pereaksi melepaskan electron dan reaksi reduksi bila pereaksi menerima electron. Dalam menyetarakan reaksi redoks digunakan hukum kekekalan massa dan muatan.

            Sel Galvani / Volta adalah suatu sel elektrokimia yang terdiri dari dua buah elektroda yang dapat menghasilkan energi listrik akibat terjadinya reaksi secara spontan.

Apabila suatu elektroda dihubungkan dengan pengukur arus listrik maka electron akan mengalir dari Zn ke Cu. Electron ini berasal dari reaksi oksidasi yang spontan terjadi pada elektroda Zn. Elektroda yang mengalami reaksi oksida disebut anoda.

      Reaksi oksida pada Zn adalah sebagai berikut :

                  Zn                    Zn²⁺     +          2e^-

      Electron yang tiba di elektroda Cu/Cu2+ akan bereaksi dengan ion Cu²⁺ (mengalami reaksi reduksi, disebut katoda) dan mengendap sebagai atom Cu pada elektroda Cu dengan reaksi sebagai berikut :

                  Cu²⁺     +          2e^-                    Cu

Potensial Redoks dan Reaksi Redoks Sederhana

      Aplikasi dari penggunaan reaksi redoks adalah dapat memprediksi suatu reaksi itu berlangsung atau tidak di dalam sistem logam dan larutan logam lainnya. Sebagai contoh adalah logam perak apakah larut didalam larutan tembagasulfat. Dimana Half Cell Potential (HCP) dari perak (Ag-Ag⁺) adalah -0,8V dan untuk tembaga (Cu-Cu²⁺) adalah -0,34V. Dimana nilai HCP dari perak lebih negatif dibandingkan dengan tembaga (Cu) maka E^onya masih negatif seperti pada persamaan dibawah :

      2Ag_(s)               2Ag⁺    +          e^-                      E^o₁=-0,80V

      Cu_(s)                 Cu²⁺     +          2e^-                    E^o₂=-0,34V

                                                                              E^o  =E^o₁ – E^o₂

                                                                              E^o  = -0,80 – (-0,34) = -0,46 V

Dari hasil ini terlihat bahwa Ag memiliki tendensi kurang terhadap kehilangan elektron maka sudah dapat diprediksi bahwa reaksi tidak akan dengan mudah berlangsung secara spontan (lambat/susah). Kesimpulannya Ag tidak mudah teroksidasi di dalam larutan tembagasulfat.

Elektrolisa

      Elektrolisa adalah peristiwa perubahan energi listrik menjadi energi kimia. Seperti halnya sel elektrolisa terdiri dari dua buah elektroda dan larutan elektrolit. Pada sel elektrolisa ini reaksi yang terjadi adalah tidak spontan. Sel elektrolisa digunakan untuk pemurnian logam. Pembentukan logam dari larutan dan menjadi dasar pelapisan.

      M. Faraday menunjukan bahwa jumlah zat yang bereaksi pada elektroda-elektroda sel elektrolisis berbanding lurus dengan jumlah arus yang melalui sel tersebut. Selain itu jika arus tertentu mengalir melalui sel elektrolisis maka akan dihasilkan jumlah ekivalen masing-masing zat.

M=

                                                                  Q . A

                                                                  n . F

                  M = massa zat yang terbentuk

                  Q = jumlah listrik dalam Coulomb

                  A = massa atom

                  n = perubahan elektron

                  F = Tetapan Faraday

Korosi dan Passivasi

      Sel Galvani, baik sel komposisi (adanya dua logam yang memiliki potensial elektroda berbeda) maupun sel konsentrasi (logam sejenis) dapat menyebabkan terjadinya korosi pada logam. Pada sel komposisi logam yang anodik akan terkorosi terlebih dahulu sedangkan sel konsentrasi bisa terjadi karena adanya oksigen dan air yang tidak sama konsentrasinya pada pemukaan logam.

      Untuk mencegah terjadinya korosi ini dapat dilakukan dengan cara elektroplating dan dengan membentuk lapisan oksida logam yang koheren secara efektif memblok reaksi oksidasi selanjutnya (passivasi) pada logam yang akan dilindungi. Salah satu contoh pembentukan lapisan oksida adalah lapisan oksida alumunium. Alumunium memiliki  lapisan oksida stabil setebal sekitar 2nm bila ditempatkan pada udara terbuka dalam temperatur ruang. Oksida pada tempratur tinggi (350-450^oC) menghasilkan lapisan Al₂O₃ setebal 40nm. Bila anodasi ini dilakukan dalam larutan sel elektrolit seperti asam sulfat encer tebal lapisan oksida bisa mencapai kurang lebih 104nm. Reaksi yang terjadi dalam larutan asam sulfat encer adalah

      Anoda :           2Al      +          3H₂O               Al₂O₃   +          6H⁺      +          6e^-

      Katoda            :           6e^-        +          6H⁺                  3H₂

Bila pembentukan lapisan oksida yang koheren ini dicegah, misalnya dengan aliasi logam merkuri pada permukaannya, maka alumunium akan bereaksi cepat dengan oksigen.