Notasi Sel dan Potensial Sel

Notasi sel
Notasi sel digunakan untuk menggambarkan rangkaian sel volta dan reaksi redoks yang berlangsung didalamnya. Secara umum, penulisan notasi sel volta menurut konvensi IUPAC adalah sebagai berikut.
Terdiri dari anode dan katode
Tanda ׀׀ adalah jembatan garamuntuk memisahkan anode dan katode
Tanda ׀ adalah batas fase untuk memisahkan anode dan katode
Tanda koma(,) digunakan untuk memisahkan spesi-spesi dalam fase yang sama
Elektrode anode terletak paling kiri dan elektrode katode paling kanan
Elektrode inert tidak ditulis.



Perhitungan Potensial sel
Kemampuan suatu elektrokimia untuk mendorong elektron mengalir melalui rangkaian luar disebut potensial sel (Esel). Potensial sel Volta dapat ditentukan dengan melihat data potensial reduksi suatu elektroda yang biasa disebut potensial elektroda (E0). Setiap atam memiliki harga potensial elektroda yang nilainya merupakan harga relatif terhadap potensial elektroda atom hidrogen yang berharga 0 Volt. Oleh karena itu, potensial atom hydrogen disebut juga potensial electrode standar. Jadi potensial elektroda standar adalah potensial elektroda yang diukur pada keadaan standar, yaitu pada konsentarsi 1M atau tekanan gas 1 atm dan umumnya pada suhu 250C.
2H+ (1M) + 2e- H2(g): E0 = 0 Volt
Menurut perjanjian, setiap unsur yang mengalami reaksi reduksi dengan hidrogen (hidrogen mengalami oksidasi), potensial reduksi unsur tersebut diberi tanda positif.
Untuk memudahkan, coba perhatikan data potensial reduksi beberapa logam yang terdapat pada tabel dibawah ini:

Setengah Reaksi E0 (Volt)
Li+(aq) + e Li(s)
K+(aq) + e K(s)
Ba2+(aq) + 2e Ba(s)
Ca2+(aq) + 2e Ca(s)
Na+(aq) + e Na(s)
Mg2+(aq) + 2e Mg(s)
Be2+(aq) + 2e Be(s)
Al3+(aq) + 3e Al(s)
Mn2+(aq) + 2e Mn(s)
2H2O(aq) + 2e H2(aq) + 2OH-(aq)
Zn2+(aq) + 2e Zn(s)
Cr3+(aq) + 3e Cr(s)
Fe2+(aq) + 2e Fe(s)
Cd2+(aq) + 2e Cd(s)
Co2+(aq) + 2e Co(s)
Ni2+(aq) + 2e Ni(s)
Sn2+(aq) + 2e Sn(s)
Pb2+(aq) + 2e Pb(s)
2H+(aq) + 2e H2(s)
Sb3+(aq) + 3e Sb(s)
Sn4+(aq) + 4e Sn(s)
Cu2+(aq) + 2e Cu(s)
Hg2+(aq) + 2e Hg(s)
Fe3+(aq) + 3e Fe(s)
Ag+(aq) + e Ag(s)
Br2(aq) + e 2Br-
Pt2+(aq) + 2e Pt(s)
Au3+(aq) + 3e Au(s)
Co3+(aq) + 3e Co(s)
Fe3+(aq) + 3e Fe(s)
-3,04
-2,92
-2,90
-2,87
-2,71
-2,37
-1,85
-1,66
-1,18
-0,83
-0,76
-0,74
-0,44
-0,40
-0,28
-0,25
-0,14
-0,13
0,00
+0,10
+0,13
+0,34
+0,62
+0,77
+0,80
+1,07
+1,50
+1,52
+1,82
+2,87

Diketahui : Fe2+ + 2e - Fe;E0= -0,44 Volt
Ag+ + e- Ag;E0=+0,80 Volt
Tentukan reaksi sel dan harga potensial selnya beserta persaman reaksinya dalam bentuk lambang sel?
Penyelesaian:
Unsur yang memiliki potensial reduksi yang lebih positif adalah Ag sehingga Ag mengalami reduksi, sedangkan unsur yang memiliki potensialj reduksi lebih negatif adalah Fe sehingga Fe mengalami oksidasi. Harga potensial elektroda tidak dikalikan denagan koefisien:
Fe(s) + 2e - Fe2+ ; E0= +0,44 Volt
2Ag+ + 2e- 2Ag(s) ; E0=+0,80 Volt
Jadi, reaksi sel : Fe(s) + 2Ag+ Fe2+ + 2Ag(s)
Lambang Sel : Fe(s)׀ Fe2+ ׀׀ Ag+׀ Ag
Atau, dapat Pula Anda menghitung dengan menggunakan rumus:




E0reduksi = potensial reduksi zat yang mengalami reduksi
E0oksidasi = potensial reduksi zat yang mengalami oksidasi

Kegunaan potensial reduksi standar, E0, di tabel
Data E0 di tabel mempunyai kegunaan, tiga di antaranya adalah:
Meramalkan kemampuan oksidasi dan reduksi dari zat
Semakin positif nilai E0, semakin bertambah daya oksidasi zat, atau zat merupakan oksidator yang baik. Sebaliknya, semakin negatif nilai E0, semakin bertambah daya reduksi zat, atau zat merupakan reduktor yang baik.
Menghitung E0 sel
Ada dua cara yang dapat digunakan untuk menghitung E0sel menggunakan data E0 setengah sel di tabel, yakni:
Menghitung E0sel berdasarkan selisih potensial elktrode di katode dan anode.
Rumus yang digunakan adalah E0sel = E0katode – E0anode
dimana:
E0katode = potensial reduksi standar (E0) dari unsur tereduksi di katode
E0anode = potensial reduksi standar (E0) dari unsur teroksidasi di anode
Menggunakan persamaan reaksi sel
Dengan cara menuliskan persamaan setengah reaksi oksidasi di anode dan reaksi reduksi di katode. Kemudian, menyertakan nilai E0 masing-masing. Tanda E0 di anode harus berlawanan dengan tanda yang diberikan pada tabel. Sedangkan tanda E0 di katode sesuai dengan di tabel. Nilai E0sel adalah jumlah E0sel di anode dan E0sel di katode. Koefisien tidak berpengaruh terhadapa E0sel. Hal ini karena E0 adalah sifat intensif yang nilainya tidak tergantung pada jumlah zat dalam reaksi.
Anode:........................→........................+ne- E0 = -(E di tabel)
Katode: ..............+ ne- → ...................... E0 = (E di tabel) +
Sel :........................→ ...................... E0sel
Meramalkan reaksi redoks spontan
Dengan memperhatikan data E0 di tabel maka untuk memperkirakan spontan atau tidaknya suatu reaksi adalah
Jika nilai E0 positif, maka reaksi dapat berlangsung (spontan).
Jika nilai E0 negatif, reaksi tidak dapat berlangsung (tidak spontan).