Elektrokimia

ELEKTROKIMIA

Elektrokimia adalah metode analisis kualitatif maupun kuantitatif  senyawa kimia, yang reaksinya dipengaruhi oleh arus listrik, beda potensial, dan daya hantar listrik.Teknik analisis elektrokimia merupakan salah satu tulang punggung analisis instrumental, disamping teknik analisis spektroskopi.  Sistem pengukuran dalam analisis elektrokimia didasarkan pada signal-signal listrik yang timbul sebagai hasil interaksi antara materi dengan listrik baik berupa potensial maupun hantaran listrik. Teknik pengukuran berdasarkan potensial listrik disebut teknik potensiometri.

Suatu sel elektrokimia tersusun atas dua buah elektroda (minimal), larutan elektrolit dan suatu sumber arus bisa voltmeter (sel galvani) atau sumber arus searah (elektrolisis) tergantung dari tujuannya. Dua buah elektroda pada sel elektrokimia yang pertama adalah elektroda standar (baku) yang mempunyai  potensial yang tetap dan kedua adalah elektroda penunjuk (indikator) yang  potensialnya bergantung pada aktivitas ion yang akan ditetapkan. Umumnya reaksi yang terjadi pada sel elektrokimia adalah reaksi redoks.

Peralatan elektrokimia minimal terdiri dari tiga komponen penting yaitu anoda, katoda dan elektrolit. Anoda adalah elektroda tempat berlangsungnya reaksi oksidasi, elektroda adalah konduktor yang digunakan untuk bersentuhan dengan bagian atau media non-logam dari sebuah sirkuit (misal semikonduktor, elektrolit). Anoda berupa logam penghantar listrik, pada sel elektrokimia anoda akan terpolarisasi jika arus listrik mengalir ke dalamnya. Arus listrik mengalir berlawanan dengan arah pergerakan elektron

Reaksi elektrokimia seperti reaksi redoks, dapat digunakan untuk mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Sel elektrokimia adalah alat yang digunakan melangsungkan perubahan di atas. Dalam sebuah sel, energi listrik dihasilkan dengan jalan pelepasan elektron pada suatu elektroda (oksidasi) dan penerima elektron pada elektroda lainnya (reduksi). Elektroda yang melepaskan elektron dinamakan anoda sedangkan elektroda yang menerima elektron dinamakan katoda. Jadi sebuah sel selalu terdiri dari dua bagian atau dua elektroda, setengah reaksi oksidasi akan berlangsung pada anoda dan setengah reaksi reduksi akan berlangsung pada katoda.

Alat analisis elektrokimia dibedakan  menjadi: 

1.      Potensimeter

Berdasarkan atas perbedaan potensial kedua elektrode yang dinyatakan dalam milivolt atau mV. Potensiometri adalah suatu cara analisis berdasarkan pengukuran beda  potensial potensial sel dari suatu sel elektrokimia. Didalam potensiometri dapat dipelajari hubungan antara konsentrasi dengan potensial. Metode ini dapat digunakan untuk mengukur potensial, pH suatu larutan, menentukan titik akhir titrasi dan menentukan konsentrasi ion-ion tertentu dengan menggunakan elektroda selektif ion. Sususnan alat pada potensiometri meliputi elektroda  pembanding (  reference elektrode)  , elektroda indikator ( indicator elektrode) dan alat pengukur potensial,Contoh potensiometri.

2.   Amperemeter

 Amperemeter bekerja berdasarkan prinsip gaya magnetik (Gaya Lorentz). Ketika arus mengalirmelalui kumparan yang dilingkupi oleh medan magnet timbul gaya lorentz Berdasar timbulnya arus listrik yang dinyatakan dalam amper atau mili amper. Prinsip Kerja Amperemeter yang menggerakan jarum penunjuk menyimpang. Apabila arus yang melewati kumparan besar, maka gaya yangtimbul juga akan membesar sedemikian sehingga penyimpangan jarum penunjuk juga akan lebih besar. Demikian sebaliknya, ketika kuat arus tidak ada maka jarum penunjuk akan dikembalikanke posisi semula oleh pegas. Besar gaya yang dimaksud sesuai dengan Prinsip Gaya Lorentz F =B.I. L

3. Voltameter mempunyai prinsip yang sama tetapi elektrode yang digunakan agak berbeda. Prinsip Kerja Voltmeter hampir sama dengan Amperemeter karena desainnya juga terdiri dari galvanometer dan hambatan seri atau multiplier. Galvanometer menggunakan prinsip hukum Lorentz, dimana interaksi antara medan magnet dan kuat arus akan menimbulkan gaya magnetic. Gaya magnetik inilah yang menggerakan jarum penunjuk sehingga menyimpang saat dilewati oleh arus yang melewati kumparan.

4. Konduktometer berdasar pada daya hantar listrik atau konduktivitas.

Beberapa teknik elektrokimia:

1.      Elektrodeposisi adalah pengendapan logam dipermukaan elektroda. Teknik ini digunakan untuk pembuatan bahan nanoteknologi, elektroplating, pencegah korosi, perhiasan dan asesoris mobil.

2.      Elektroanalisis adalah aplikasi elektrolisis untuk analisis, seperti: polarografi , voltametri, potensiometri, Linear Sweep Voltammetry (LSV), Cyclic Voltammetry (CV), Differential Pulse Voltammetry (DPV), Normal Pulse Voltammetry (NPV), Differential Normal Pulse Voltammetry (DNPV), Square Wave Voltammetry (SWV), Anodic stripping voltammetry (ASV), Cathodic stripping voltammetry (CSV) daVoltametri stripping adsorptif (AdSV

3.      Elektrosintesis adalah sintesis senyawa organik dan anorganik dengan cara elektrolisis. Prinsip dari metode elektrosintesis didasarkan pada penerapan teori-teori elektrokimia biasa sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya.

4.      Elektrodegradasi adalah penguraian limbah organik dan anorganik. Penguraian limbah dengan teknik ini lebih efi sien dan hemat energi. Hasil akhir dari penguraian limbah organik adalah air dan gas CO2, sedangkan limbah anorganik seperti logam-logam akan terendapkan di katoda. Logam yang sudah terendapkan di katoda, dapat dipisahkan dengan melarutkan logam tersebut dalam asam kuat, kemudian dipisahkan menjadi logam murni melalui pengendapan.

Beberapa rangkaian sel elektrolisis