Arus listrik yang terjadi pada sel volta disebabkan elektron mengalir dari elektroda negatif ke elektroda positif. Hal ini disebabkan lantaran perbedaan potensial antara kedua elektroda. Andaikan kita mengukur perbedaan potensial (∆V) antara dua elektroda dengan memakai potensiometer ketika arus listrik yang dihasilkan mengalir hingga habis. Maka akan diperoleh nilai limit atau perbedaan potensial ketika arus listriknya nol yang disebut sebagai potensial sel (E°sel).
Perbedaan potensial yang diamati bervariasi dengan jenis materi elektroda dan konsentrasi serta temperatur larutan elektrolit. Sebagai tumpuan untuk sel Daniell, kalau diukur dengan potensiometer beda potensial pada suhu 25°C ketika konsentrasi ion Zn2+ dan Cu2+ sama yaitu 1,10 V. Bila elektroda Cu/Cu2+ dalam sel Daniell diganti dengan elektroda Ag/Ag+ , potensial sel yaitu 1,56 V. Kaprikornus dengan banyak sekali kombinasi elektroda sanggup menghasilkan nilai potensial sel yang sangat bervariasi. Kaprikornus alat potensiometer digunakan untuk mengukur perbedaan potensial antara dua elektroda sedangkan untuk mengukur nilai potensial mutlak untuk suatu elektroda tidak sanggup dilakukan.
Oleh lantaran itu, diharapkan suatu elektroda yang digunakan sebagai standar atau pembanding dengan elektroda-elektroda yang lainnya. Dan telah ditentukan yang digunakan sebagai elektroda standar yaitu elektroda Hidrogen. Elektroda Hidrogen terdiri dari gas H2 dengan tekanan 1 atm yang dialirkan melalui sekeping logam platina (Pt) yang dilapisi serbuk Pt halus pada suhu 25°C dalam larutan asam (H+) 1 M. Berdasarkan perjanjian elektroda Hidrogen diberi nilai potensial 0,00 Volt.
Potensial sel yang terdiri atas pasangan elektroda hidrogen/standar (H/H+) dan elektroda Zn/Zn2+ yaitu -0,76 V. Bila elektroda Zn/Zn2+ diganti dengan elektroda Cu/Cu2+ maka besar potensial selnya menjadi +0,34 V.
H2 + Zn2+ → 2H+ + Zn E° = -0,76 V
H2 + Cu2+ → 2H+ + Cu E° = +0,34 V
lantaran besarnya potensial elektroda hidrogen = 0,00 V maka potensial reduksi (E°red) Zn dan Cu sanggup ditentukan :
Zn2+ + 2e → Zn E° = -0,76 V disingkat E°red Zn = -0,76 V
Cu2+ + 2e → Cu E° = +0,34 V disingkat E°red Cu = +0,34 V
potensial reduksi (E°red) menunjukkan kecenderungan untuk mendapatkan elektron. jadi menurut nilai potensial elektroda di atas, potensial elektroda Zn bernilai negatif (-) menunjukkan bahwa Zn/Zn2+ lebih sukar untuk mendapatkan elektron/direduksi dibanding dengan H/H+ dan Cu bernilai nyata (+) menunjukkan bahwa Cu/Cu2+ lebih gampang untuk mendapatkan elektron/direduksi dibanding dengan H/H+.
Semakin sukar untuk direduksi berarti semakin gampang untuk dioksidasi dan sebaliknya semakin gampang direduksi berarti semakin sukar dioksidasi. lantaran besar potensial oksidasi (E°oks) berlawanan dengan potensial reduksi (E°red).
Zn → Zn2+ + 2e E° = +0,76 V disingkat E°oks Zn = +0,76 V
Cu → Cu2+ + 2e E° = -0,34 V disingkat E°oks Cu = -0,34 V
Potensial Sel Volta
potensial sel volta sanggup ditentukan dengan percobaan dengan memakai potemsiometer/voltmeter dan secara teoritis potensial sel sanggup dihitung menurut perbedaan potensial reduksi (E°red) kedua elektroda atau penjumlahan potensial oksidasi pada anoda dengan potensial reduksi pada katoda.
sebagai tumpuan pada sel daniel :
Zn2+ + 2e → Zn E° = -0,76 V
Cu2+ + 2e → Cu E° = +0,34 V
yang memiliki harga potensial reduksi (E°red) lebih kecil akan di oksidasi dan yang potensial reduksi (E°red) lebih besar akan direduksi.
Anoda (oksidasi) : Zn → Zn2+ + 2e E° = +0,76 V
Katoda (reduksi) : Cu2+ + 2e → Cu E° = +0,34 V
Reaksi total (redoks) : Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu E° = +1,10 V
secara singkat sanggup dihitung :
nilai E°red yang lebih kecil akan dioksidasi dan yang lebih besar akan direduksi. maka Zn akan dioksidasi dan Cu akan direduksi.
E°oks Zn = +0,76 V
E°red Cu = +0,34 V
E°sel = E°oks + E°red = 0,76 + 0,34 = 1,10 V
nilai potensial sel (E°sel) yang nyata menunjukkan bahwa reaksi tersebut sanggup berlangsung secara spontan.
maka sebaliknya reaksi :
Cu + Zn2+ → Cu2+ + Zn E° = -1,10 V
nilai potensial sel (E°sel) nya negatif menunjukkan bahwa dalam keadaan normal tidak akan terjadi reaksi. Reaksi sanggup terjadi kalau ada suplai elektron dari luar/dialiri listrik yang akan dibahas pada kepingan sendiri yakni pada kepingan elektrolisis.
Tabel Potensial Elektroda Standar
| Setengah Reaksi Reduksi ( pada Katoda ) | E°red (volts) |
| Li+(aq) + e- → Li(s) | |
| K+(aq) + e- → K(s) | |
| Ca2+(aq) + 2e- → Ca(s) | |
| Na+(aq) + e- → Na(s) | |
| Mg2+(aq) + 2e- → Mg(s) | |
| Al3+(aq) + 3e- → Al(s) | |
| 2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq) | |
| Zn2+(aq) + 2e- → Zn(s) | |
| Cr3+(aq) + 3e- → Cr(s) | |
| Fe2+(aq) + 2e- → Fe(s) | |
| Cd2+(aq) + 2e- → Cd(s) | |
| Ni2+(aq) + 2e- → Ni(s) | |
| Sn2+(aq) + 2e- → Sn(s) | |
| Pb2+(aq) + 2e- → Pb(s) | |
| Fe3+(aq) + 3e- → Fe(s) | |
| 2H+(aq) + 2e- → H2(g) | |
| Sn4+(aq) + 2e- → Sn2+(aq) | |
| Cu2+(aq) + e- → Cu+(aq) | |
| ClO4-(aq) + H2O(l) + 2e- → ClO3-(aq) + 2OH-(aq) | |
| AgCl(s) + e- → Ag(s) + Cl-(aq) | |
| Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) | |
| ClO3-(aq) + H2O(l) + 2e- → ClO2-(aq) + 2OH-(aq) | |
| IO-(aq) + H2O(l) + 2e- → I-(aq) + 2OH-(aq) | |
| Cu+(aq) + e- → Cu(s) | |
| I2(s) + 2e- → 2I-(aq) | |
| ClO2-(aq) + H2O(l) + 2e- → ClO-(aq) + 2OH-(aq) | |
| Fe3+(aq) + e- → Fe2+(aq) | |
| Hg22+(aq) + 2e- → 2Hg(l) | |
| Ag+(aq) + e- → Ag(s) | |
| Hg2+(aq) + 2e- → Hg(l) | |
| ClO-(aq) + H2O(l) + 2e- → Cl-(aq) + 2OH-(aq) | |
| 2Hg2+(aq) + 2e- → Hg22+(aq) | |
| NO3-(aq) + 4H+(aq) + 3e- → NO(g) + 2H2O(l) | |
| Br2(l) + 2e- → 2Br-(aq) | |
| O2(g) + 4H+(aq) + 4e- → 2H2O(l) | |
| Cr2O72-(aq) + 14H+(aq) + 6e- → 2Cr3+(aq) + 7H2O(l) | |
| Cl2(g) + 2e- → 2Cl-(aq) | |
| Ce4+(aq) + e- → Ce3+(aq) | |
| MnO4-(aq) + 8H+(aq) + 5e- → Mn2+(aq) + 4H2O(l) | |
| H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2e- → 2H2O(l) | |
| Co3+(aq) + e- → Co2+(aq) | |
| S2O82-(aq) + 2e- → 2SO42-(aq) | |
| O3(g) + 2H+(aq) + 2e- → O2(g) + H2O(l) | |
| F2(g) + 2e- → 2F-(aq) |
tabel di atas lebih dikenal sebagai deret volt, adapun deret volta yang sering keluar dalam materi Sekolah Menengan Atas disusun dalam baris sebagai berikut :
K-Ba-Sr-Ca-Na-Mg-Al-Zn-Cr-Fe-Ni-Sn-Pb-H-Cu-Hg-Ag-Pt-Au
Semakin ke kanan semakin gampang direduksi yang berarti semakin gampang mendapatkan elektron dan merupakan oksidator (penyebab zat lain mengalami oksidasi).
Semakin ke kiri semakin gampang dioksidasi yang berarti semakin gampang melepas elektron dan merupakan reduktor (penyebab zat lain mengalami reduksi).
Logam di sebelah kiri sanggup bereaksi dengan ion logam di sebelah kanannya :
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
EmoticonEmoticon