Pintar Pelajaran Tabel Harga Potensial Elektroda Standar, Reduksi, Cara Mengukur, Daftar, Pengertian, Kimia

Tabel Harga Potensial Elektroda Standar, Reduksi, Cara Mengukur, Daftar, Pengertian, Kimia - Oleh lantaran potensial oksidasi merupakan kebalikan dari potensial reduksinya maka data potensial elektrode suatu logam tidak perlu diketahui dua-duanya, melainkan salah satu saja. Misalnya, data potensial reduksi atau data potensial oksidasi. Menurut perjanjian IUPAC, potensial elektrode yang dijadikan sebagai standar ialah potensial reduksi. Dengan demikian, semua data potensial elektrode standar (E°) dinyatakan dalam bentuk potensial reduksi standar.

Potensial reduksi standar ialah potensial reduksi yang diukur pada keadaan standar, yaitu konsentrasi larutan M (sistem larutan) atau tekanan atm (sel yang melibatkan gas) dan suhu 25 °C. 

Untuk mengukur potensial reduksi standar mustahil hanya setengah sel (sel tunggal) lantaran tidak terjadi reaksi redoks. Oleh lantaran itu, perlu dihubungkan dengan setengah sel oksidasi. Nilai GGL sel (potensial sel) yang terukur dengan voltmeter merupakan selisih kedua potensial sel yang dihubungkan (bukan nilai mutlak). Berapakah nilai niscaya dari potensial reduksi?

Oleh lantaran nilai GGL sel bukan nilai mutlak maka nilai potensial salah satu sel tidak diketahui secara pasti. Jika salah satu elektrode dibentuk tetap dan elektrode yang lain diubah-ubah, potensial sel yang dihasilkan akan berbeda. Jadi, potensial sel suatu elektrode tidak akan diketahui secara pasti, yang sanggup ditentukan hanya nilai relatif potensial sel suatu elektrode.

Oleh lantaran itu, untuk memilih potensial reduksi standar dibutuhkan potensial elektrode rujukan sebagai acuan. Dalam hal ini, IUPAC telah memutuskan elektrode standar sebagai rujukan ialah elektrode hidrogen, menyerupai ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Elektrode hidrogen ditetapkan sebagai elektrode standar.

Elektrode hidrogen pada keadaan standar, E°, ditetapkan pada konsentrasi H⁺ 1 M dengan tekanan gas H₂ 1 atm pada 25 °C. Nilai potensial elektrode standar ini ditetapkan sama dengan nol volt atau E^o _H⁺ _{→ H2}  = 0,00 V. Potensial elektrode standar yang lain diukur dengan cara dirangkaikan dengan potensial elektrode hidrogen pada keadaan standar, lalu GGL selnya diukur.

Oleh lantaran potensial elektrode hidrogen pada keadaan standar ditetapkan sama dengan nol, potensial yang terukur oleh voltmeter dinyatakan sebagai potensial sel pasangannya.

Contoh Soal Menentukan Potensial Elektrode Standar :

Hitunglah potensial elektrode Cu yang dihubungkan dengan elektrode hidrogen pada keadaan standar kalau voltmeter mengatakan nilai 0,34 volt.

Jawaban :

Sebelumnya pelajarilah terlebih dahulu bahan potensial sel.

Persamaan setengah reaksi sel yang terjadi:

Katode : Cu²⁺(aq) + 2e^– → Cu(s)

Anode : H₂(g) → 2H⁺(aq)

Nilai GGL sel :

E°_sel = E°_katode – E°_anode

0,34 V = E^o_Cu - E^o_H2

0,34 V = E^o_Cu – 0,00 V → E^o_Cu = 0,34 V

Jadi, potensial reduksi standar untuk elektrode Cu ialah 0,34 volt.

Berdasarkan Contoh soal di atas, potensial elektroda yang lain untuk aneka macam reaksi setengah sel sanggup diukur, karenanya ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Nilai Potensial Reduksi Standar Beberapa Elektroda

Kopel (oks/red)	Reaksi katoda (reduksi)	E°, Potensial reduksi, volt (elektroda hidrogen standar = 0)
Li+/Li	Li+ + e- D Li	-3,04
K+/K	K+ + e- D K	-2,92
Ca2+/Ca	Ca2+ + 2e- D Ca	-2,87
Na+/Na	Na+ + e- D Na	-2,71
Mg2+/Mg	Mg2+ + 2e- D Mg	-2,37
Al3+/Al	Al3+ + 3e- D Al	-1,66
Zn2+/Zn	Zn2+ + 2e- D Zn	-0,76
Fe2+/Fe	Fe2+ + 2e- D Fe	-0,44
PbSO4/Pb	PbSO4 + 2e- D Pb + 2SO4	-0,36
Co2+/Co	Co2+ + 2e- D Co	-0,28
Ni2+/Ni	Ni2+ + 2e- D Ni	-0,25
Sn2+/Sn	Sn2+ + 2e- D Sn	-0,14
Pb2+/Pb	Pb2+ + 2e- D Pb	-0,13
D+/D2	2D+ + 2e- D D2	-0,003
H+/H2	2H+ + 2e- D H2	0,000
Sn4+/Sn2+	Sn4+ + 2e- D Sn2+	+0,15
Cu2+/Cu	Cu2+ + 2e- DCu	+0,34
I2/I-	I2 + 2e- D 2I-	+0,54
O2/H2O2	O2 + 2H+ + 2e- D H2O2	+0,68
Fe3+/Fe2+	Fe3+ + e- D Fe2+	+0,77
Hg2 2+/Hg	Hg2 2+ + 2e- D 2Hg	+0,79
Ag+/Ag	Ag+ + e- D Ag	+0,80
NO3 -/N2O4	2NO3 - + 4H+ + 2e- D N2O4 + 2H2O	+0,80
NO3 -/NO	NO3 -+ 4H+ + 3e- D NO + 2H2O	+0,96
Br2/Br	Br2 + 2e- D 2Br	+1,07
O2/H2O	O2 + 4H+ + 4e- D 2H2O	+1,23
Cr2O7 2-/Cr3+	Cr2O7 2- + 14H+ + 6e- D 2Cr3+ + 7H2O	+1,33
Cl2/Cl-	Cl2 + 2e- D 2Cl-	+1,36
PbO2/Pb2+	PbO2 + 4H+ + 2e- D Pb2+ + H2O	+1,46
Au3+/Au	Au3+ + 3e- D Au	+1,50
MnO4 -/Mn2+	MnO4 - + 8H+ + 5e- D Mn2+ + 4H2O	+1,51
HClO/CO2	2HClO + 2H+ + 2e- D Cl2 + 2H2O	+1,63
PbO2/PbSO4	PbO2 + SO4 2- + 4H+ + 2e- D PbSO4 + 2H2O	+1,68
H2O2/H2O	H2O2 + 2H+ + 2e- D 2H2O	+1,78
F2/F	F2 + 2e- D 2F	+2,87

Pada sel volta yang tersusun dari elektroda Zn dan Cu, ternyata elektroda Zn mengalami oksidasi. Hal ini mengatakan bahwa logam Zn lebih cenderung mengalami oksidasi dibandingkan logam Cu. [1]

Gambar 2. Sel volta hipotesis untuk memilih potensial elektroda. Elektroda hidrogen merupakan elektroda pembanding.

Untuk membandingkan kecenderungan logam-logam mengalami oksidasi dipakai elektroda hidrogen sebagai pembanding yang potensial elektrodanya ialah 0 volt. Potensial sel yang dihasilkan oleh elektroda logam dengan elektroda hidrogen pada kondisi standar, yaitu pada suhu 25°C, tekanan gas 1 atmosfer dan konsentrasi ion-ion 1M disebut potensial elektroda standar logam tersebut dan diberi lambang E°. Elektroda yang lebih gampang mengalami reduksi dibanding hidrogen mempunyai potensial elektroda > 0 (positif) sedangkan elektroda yang lebih sukar mengalami reduksi dibanding hidrogen mempunyai potensial elektroda < 0 (negatif). Jadi, potensial elektroda standar mengatakan urutan kecenderungan untuk mengalami reduksi, sehingga dikenal sebagai potensial reduksi standar. [1]

Bila ion logam dalam sel lebih gampang mengalami reduksi dibanding ion H⁺, maka potensial elektroda logam tersebut lebih besar dari potensial elektroda hidrogen sehingga bertanda positif. Bila elektroda logam lebih gampang mengalami oksidasi dibandingkan elektroda hidrogen, maka potensial elektrodanya lebih kecil dibandingkan potensial elektroda hidrogen sehingga bertanda negatif. [1]

c. Kekuatan Oksidator dan Reduktor

Data potensial reduksi standar pada Tabel 1. mengatakan urutan kekuatan suatu zat sebagai oksidator (zat tereduksi).

Oksidator + n e– → Reduktor

Semakin positif nilai E°_sel, semakin berpengaruh sifat oksidatornya. Sebaliknya, semakin negatif nilai E°_sel, semakin lemah sifat oksidatornya.

Berdasarkan data potensial pada Tabel 1., oksidator terkuat ialah gas fluorin (F₂) dan oksidator paling lemah ialah ion Li⁺. Reduktor paling berpengaruh ialah logam Li dan reduktor paling lemah ialah ion F^–.

Reduktor → Oksidator + ne–

Dengan demikian, sanggup disimpulkan bahwa suatu reduktor paling berpengaruh merupakan oksidator yang paling lemah. Sebaliknya, suatu oksidator terkuat merupakan reduktor terlemah.

Contoh Soal Menentukan Kekuatan Relatif Zat Pengoksidasi dan Pereduksi :

Urutkan oksidator berikut berdasarkan kekuatannya pada keadaan standar : Cl₂(g), H₂O₂(aq), Fe³⁺(aq).
Jawaban :

Perhatikanlah data potensial reduksi pada Tabel 1. Dari atas ke bawah mengatakan urutan bertambahnya kekuatan oksidator (zat tereduksi).

Cl2(g) + 2e– → 2Cl– (aq)	E° = 1,36 V
H2O2(aq) + 2H+(aq)+ 2e– → 2H2O(l)	E° = 1,78 V
Fe3+(aq) + e– → Fe2+(aq)	E° = 0,77 V

Jadi, kekuatan oksidator dari ketiga spesi itu ialah : H₂O₂(aq) > Cl₂(g) > Fe³⁺(aq).

Berdasarkan pengetahuan kekuatan oksidator dan reduktor, Anda sanggup memakai Tabel 1. untuk memperkirakan arah reaksi reduksioksidasi dalam suatu sel elektrokimia.

Suatu reaksi redoks dalam sel elektrokimia akan berlangsung secara impulsif kalau oksidatornya (zat tereduksi) mempunyai potensial reduksi standar lebih besar atau GGL sel berharga positif.

Contoh Soal Menentukan Arah Reaksi dari Potensial Elektrode Standar

Sel elektrokimia dibangun dari reaksi berikut.

Sn(s) | Sn²⁺(aq) || Zn²⁺(aq) | Zn(s)

Apakah reaksi akan terjadi impulsif berdasarkan arah yang ditunjukkan oleh persamaan reaksi tersebut?

Pembahasan :

Pada reaksi tersebut, Sn sebagai reduktor (teroksidasi) dan Zn²⁺ sebagai oksidator (tereduksi). Potensial reduksi standar untuk masing-masing setengah sel adalah

Zn2+(aq) + 2e– → Zn(s)	E° = –0,76 V
Sn2+(aq) + 2e– → Sn(aq)	E° = –0,14 V

Suatu reaksi redoks dalam sel elektrokimia akan berlangsung impulsif kalau zat yang berperan sebagai oksidator lebih kuat.

Berdasarkan nilai E°, Zn²⁺ merupakan oksidator lebih berpengaruh dibandingkan dengan Sn²⁺. Oleh lantaran itu, reaksi akan impulsif ke arah sebagaimana yang dituliskan pada persamaan reaksi.

Zn(s) + Sn²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Sn(aq)

Reaksi ke arah sebaliknya tidak akan terjadi lantaran potensial sel berharga negatif.

d. Cara Menentukan GGL Sel

Nilai GGL sel elektrokimia sanggup ditentukan berdasarkan tabel potensial elektrode standar. Syarat bahwa sel elektrokimia akan berlangsung impulsif kalau oksidator yang lebih berpengaruh berperan sebagai pereaksi atau GGL sel berharga positif.

E_sel = (E_katode – E_anode) > 0

Sel elektrokimia yang dibangun dari elektrode Zn dan Cu mempunyai setengah reaksi reduksi dan potensial elektrode berikut.

Zn2+(aq)+ 2e– → Zn(s)	E° = –0,76 V
Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)	E° = +0,34 V

Untuk memperoleh setengah reaksi oksidasi, salah satu dari reaksi tersebut dibalikkan.

Pembalikan setengah reaksi yang sempurna ialah reaksi reduksi yang potensial setengah selnya lebih kecil. Pada reaksi tersebut yang dibalik ialah reaksi reduksi Zn²⁺ sebab akan menghasilkan nilai GGL sel positif. Pembalikan reaksi reduksi Zn²⁺ menjadi reaksi oksidasi akan mengubah tanda potensial selnya.

Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e–	E° = +0,76 V
Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)	E° = +0,34 V

Penggabungan kedua setengah reaksi tersebut menghasilkan persamaan reaksi redoks dengan nilai GGL sel positif.

Zn(s) → Zn2+(aq)+ 2e–	E° = +0,76 V
Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)	E° = +0,34 V
Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)	E°sel = +1,10 V

Nilai GGL sel sama dengan potensial standar katode (reduksi) dikurangi potensial standar anode (oksidasi). Metode ini merupakan cara alternatif untuk menghitung GGL sel.

E°_sel = E°_katode – E°_anode

E°_sel = E°_Cu – E°_Zn = 0,34 V – (–0,76 V) = 1,10 V

Contoh Soal Menghitung GGL Sel dari Data Potensial Reduksi Standar :

Hitunglah nilai GGL sel dari notasi sel berikut.

Al(s) | Al³⁺(aq) || Fe²⁺(aq) | Fe(s)

Penyelesaian :

Setengah reaksi reduksi dan potensial elektrode standar masing-masing ialah :

Al3+(aq) + 3e– → Al(s)	E° = –1,66 V
Fe2+(aq) + 2e– → Fe(s)	E° = –0,41 V

Agar reaksi berlangsung spontan, Al dijadikan anode atau reaksi oksidasi.

Oleh lantaran itu, setengah-reaksi Al dan potensial selnya dibalikkan:

Al(s) → Al3+(aq) + 3e–	E° = +1,66 V
Fe2+(aq) + 2e– → Fe(s)	E° = –0,41 V

Dengan menyetarakan terlebih dahulu elektron yang ditransfer, lalu kedua reaksi setengah sel digabungkan sehingga nilai GGL sel akan diperoleh :

2Al(s) → 2Al3+(aq) + 6e–	E° = +1,66 V
3Fe2+(aq) + 6e– → 3Fe(s)	E° = –0,41 V
2Al(s) + 3Fe2+(aq) → 2Al3+(aq) + 3Fe(s)	E° = 1,25 V

Anda kini sudah mengetahui Potensial Elektroda Standar. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Praktis dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 298.

Referensi Lainnya :

[1] Pangajuanto, T. 2009. Kimia 3 : Untuk SMA/ MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.