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

Tabel Harga Potensial Elektroda Standar, Reduksi, Cara Mengukur, Daftar, Pengertian, Kimia - Oleh karena 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 adalah potensial reduksi. Dengan demikian, semua data potensial elektrode standar (E°) dinyatakan dalam bentuk potensial reduksi standar.

Potensial reduksi standar adalah 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 tidak mungkin hanya setengah sel (sel tunggal) sebab tidak terjadi reaksi redoks. Oleh sebab 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 pasti dari potensial reduksi?

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

Oleh karena itu, untuk menentukan potensial reduksi standar diperlukan potensial elektrode rujukan sebagai acuan. Dalam hal ini, IUPAC telah menetapkan elektrode standar sebagai rujukan adalah elektrode hidrogen, seperti 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, kemudian GGL selnya diukur.

Oleh karena 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 jika voltmeter menunjukkan nilai 0,34 volt.

Jawaban :

Sebelumnya pelajarilah terlebih dahulu materi 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 adalah 0,34 volt.

Berdasarkan Contoh soal di atas, potensial elektroda yang lain untuk berbagai reaksi setengah sel dapat diukur, hasilnya 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 menunjukkan bahwa logam Zn lebih cenderung mengalami oksidasi dibandingkan logam Cu. [1]

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

Untuk membandingkan kecenderungan logam-logam mengalami oksidasi digunakan elektroda hidrogen sebagai pembanding yang potensial elektrodanya adalah 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 mudah 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 menunjukkan urutan kecenderungan untuk mengalami reduksi, sehingga dikenal sebagai potensial reduksi standar. [1]

Bila ion logam dalam sel lebih mudah mengalami reduksi dibanding ion H⁺, maka potensial elektroda logam tersebut lebih besar dari potensial elektroda hidrogen sehingga bertanda positif. Bila elektroda logam lebih mudah 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. menunjukkan urutan kekuatan suatu zat sebagai oksidator (zat tereduksi).

Oksidator + n e– → Reduktor

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

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

Reduktor → Oksidator + ne–

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

Contoh Soal Menentukan Kekuatan Relatif Zat Pengoksidasi dan Pereduksi :

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

Perhatikanlah data potensial reduksi pada Tabel 1. Dari atas ke bawah menunjukkan 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 adalah : H₂O₂(aq) > Cl₂(g) > Fe³⁺(aq).

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

Suatu reaksi redoks dalam sel elektrokimia akan berlangsung secara spontan jika oksidatornya (zat tereduksi) memiliki 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 spontan menurut 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 spontan jika zat yang berperan sebagai oksidator lebih kuat.

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

Zn(s) + Sn²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Sn(aq)

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

d. Cara Menentukan GGL Sel

Nilai GGL sel elektrokimia dapat ditentukan berdasarkan tabel potensial elektrode standar. Syarat bahwa sel elektrokimia akan berlangsung spontan jika oksidator yang lebih kuat berperan sebagai pereaksi atau GGL sel berharga positif.

E_sel = (E_katode – E_anode) > 0

Sel elektrokimia yang dibangun dari elektrode Zn dan Cu memiliki 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 tepat adalah reaksi reduksi yang potensial setengah selnya lebih kecil. Pada reaksi tersebut yang dibalik adalah 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 adalah :

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 karena 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, kemudian 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 sekarang sudah mengetahui Potensial Elektroda Standar. Terima kasih anda sudah berkunjung


sumber : CLIK DISINI