ELEKTROKIMIA
A. Pendahuluan
1. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari sering
dijumpai fenomena korosi pada besi. Korosi adalah proses teroksidasinya logam.
pada korosi besi, udara lembab adalah faktor yang mempercepat korosi. Besi akan
menjadi anoda. Rumus besi berkarat kemudian menjadi Fe2O3.xH2O.
Pada reaksi redoks, kita bisa mempelajari proses korosi pada besi dan
cara pencegahannya.
2. Kajian Teori
Reaksi reduksi oksidasi (atau reaksi redoks) adalah
reaksi dimana elektron dipindahkan. Reaksi ini dinamai untuk dua proses
terpisah yang terjadi bersamaan: oksidasi dan reduksi. Oksidasi adalah proses
kehilangan satu atau lebih elektron. Pengurangan adalah proses untuk
mendapatkan satu atau lebih elektron. Oksidasi tidak bisa terjadi tanpa
reduksi. Kedua proses berjalan beriringan. (Bauer dan Birk, 2007)
Proses korosi adalah peristiwa logam yang mengalami
oksidasi. karat logam yang terbentuk adalah oksida logam atau garam-karbonat
dari logam yang teroksidasi. Pada proses koros besi, besi dengan E⁰ = -0,44 volt
akan menjadi anode sebuah sel volta dalam lingkungan beroksigen ( E⁰ = +1,23
volt dalam suasana asam dan +0,4 volt dalam suasana basa). (Kitti, 2010)
3. Permasalahan yang ingin dipecahkan
Praktikum elektrokimia dilakukan untuk memecahkan
masalah sehari-hari tentang bagaimana proses korosi pada besi dan bagaimana
jika dibandingkan dengan korosi logam lain. Yaitu Proses korosi adalah
peristiwa logam yang mengalami oksidasi.
4. Tujuan dan Manfaat
Praktikum elektrokimia bertujuan untuk mengetahui
bagaimana proses korosi pada logam besi dan bagaimana korosi logam besi dapat
dibandingkan dengan logam lain . Manfaat setelah praktikum mahasiswa mengetahui
bagaimana proses korosi pada besi dan logam lain serta bagaimana perbandingan
korosi pada besi dan logam lain.
B. Metode
1. Alat
Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah tabung
reaksi sebanyak 4 untuk mereaksikan larutan logam nitrat dengan logam,
rak tabung reaksi sebanyak 1 untuk meletakkan tabung reaksi, gelas ukur 10 mL
sebanyak 1 untuk mengukur jumlah volume larutan logam nitrat yang digunakan,
pipet tetes sebanyak 1 untuk mengambil larutan dan amplas untuk mengamplas
logam.
2. Bahan
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah
logam Al , logam Cu , logam Fe , larutan Pb(NO3)2
0.1 M, larutan Zn(NO3)2 0.1 M, larutan NaNO3,
dan larutan AgNO3.
C. Hasil dan Pembahasan
1. Hasil pengamatan
Pada percobaan pertama yaitu
mereaksikan antara logam Al dengan larutan Pb(NO3)2,
logam Al dengan larutan Zn(NO3)2, logam Al dengan larutan
NaNO3, kemudian logam Al dengan larutan AgNO3 tidak
terjadi reaksi. Percobaan kedua yaitu mereaksikan logam Cu dengan larutan Pb(NO3)2,
logam Cu dengan larutan Zn(NO3)2, logam Cu dengan larutan
NaNO3 namun tidak terjadi reaksi kemudian logam Cu dengan larutan
AgNO3 terjadi reaksi dan plat Cu menghitam ada kerak. Percobaan
ketiga yaitu mereaksikan logam Fe dengan larutan Pb(NO3)2,
logam Fe dengan larutan Zn(NO3)2, logam Fe dengan larutan
NaNO3 namun tidak terjadi reaksi kemudian logam Fe dengan AgNO3
terjadi reaksi dan plat Fe berkarat.
tabel 1 . hasil pengamatan reaksi logam nitrat dengan logam
- logam Al
Logam Al dan larutan Pb(NO3)2
2Al(s) + 3Pb(NO3)2
(aq) → 2Al(NO3)3 (aq) + 3Pb(s)
Oksidasi : Al → Al3+ + 3e-
x2
Eo = +1.662 V
Reduksi : Pb2+ + 2e-
→ Pb
x3
Eo = - 0.126 V
2Al + 3Pb2+ →
2Al3+ +
3Pb
Eosel
= +1.536 V
logam Al dan larutan Zn(NO3)2
2Al(s) + 3Zn(NO3)2
(aq) → 2Al(NO3)3 (aq) + 3Zn(s)
Oksidasi : Al → Al3+ + 3e-
x2
Eo = +1.662 V
Reduksi : Zn2+ + 2e-
→ Zn
x3
Eo = - 0.763 V
2Al + 3Pb2+ →
2Al3+ +
3Pb
Eosel = +0.899 V
logam Al dan larutan NaNO3
Al(s) + 3NaNO3 (aq)
→
Oksidasi : Al → Al3+ + 3e-
x1
Eo = +1.662 V
Reduksi : Na+ + e-
→ Na
x3
Eo = - 2.714 V
Al + 3Na+ → Al3+
+
3Na
Eosel
= - 1.052 V
logam Al dan larutan AgNO3
Al(s) + 3AgNO3 (aq)
→ Al(NO3)3 (aq) + 3Ag(s)
Oksidasi : Al → Al3+ + 3e-
x1
Eo = +1.662 V
Reduksi : Ag+ + e-
→ Ag
x3
Eo = +0.799 V
Al + 3Ag+ → Al3+
+
3Ag
Eosel = + 2.461 V
- Cu metal
logam Cu dan larutan Pb(NO3)2
Cu(s) + Pb(NO3)2
(aq) →
Oksidasi : Cu → Cu2+ + 2e-
x1
Eo = - 0.337 V
Reduksi : Pb2+ + 2e-
→ Pb
x1
Eo = - 0.126 V
Cu + Pb2+ →
Cu2+ +
Pb
Eosel = - 0.463 V
logam Cu dan larutan Zn(NO3)2
Cu(s) + Zn(NO3)2
(aq) →
Oksidasi : Cu → Cu2+ + 2e-
x1
Eo = - 0.337 V
Reduksi : Zn2+ + 2e-
→ Zn
x1
Eo = - 0.763 V
Cu + Pb2+ → Cu2+
+ Pb
Eosel = - 1.100 V
logam Cu dan larutan NaNO3
Cu(s) + 2NaNO3 (aq)
→
Oksidasi : Cu → Cu2+ + 2e-
x1
Eo = - 0.337 V
Reduksi : Na+ + e-
→ Na
x2
Eo = - 2.714 V
Cu + 2Na+ → Cu2+
+ 2Na
Eosel
= - 3.051 V
logam Cu dan larutan AgNO3
Cu(s) + 2AgNO3 (aq)
→ Cu(NO3)2 (aq) + 2Ag(s)
Oksidasi : Cu → Cu2+ + 2e-
x1
Eo = - 0.337 V
Reduksi : Ag+ + e-
→ Ag
x2
Eo = - 0.799 V
Cu + 2Ag+ → Cu2+
+
2Ag
Eosel
= - 1.136 V
- Fe metal
logam Fe dan larutan Pb(NO3)2
Fe(s) + Pb(NO3)2
(aq) → Fe(NO3)2 (aq) + Pb(s)
Oksidasi : Fe → Fe2+ + 2e-
x1
Eo = + 0.440 V
Reduksi : Pb2+ + 2e-
→ Pb
x1
Eo = - 0.126 V
Fe + Pb2+ → Fe2+
+
Pb
Eosel
= + 0.314 V
logam Fe dan larutan Zn(NO3)2
Fe(s) + Zn(NO3)2
(aq) →
Oksidasi : Fe → Fe2+ + 2e-
x1
Eo = + 0.440 V
Reduksi : Zn2+ + 2e-
→ Zn
x1
Eo = - 0.763 V
Fe + Zn2+ → Fe2+
+
Zn
Eosel = - 0.323 V
logam Fe dan larutan NaNO3
Fe(s) + 2NaNO3 (aq)
→
Oksidasi : Fe → Fe2+ + 2e-
x1
Eo = + 0.440 V
Reduksi : Na+ + e-
→ Na
x2
Eo = - 2.714 V
Fe + 2Na+ → Fe2+
+
2Na
Eosel
= - 2.274 V
logam Fe dan larutan AgNO3
Fe(s) + 2AgNO3 (aq)
→ Fe(NO3)2 (aq) + 2Ag(s)
Oksidasi : Fe → Fe2+ + 2e-
x1
Eo = + 0.440 V
Reduksi : Ag+ + e-
→ Ag
x2
Eo = - 0.799 V
Fe + 2Ag+ → Fe2+
+ 2Ag
Eosel = - 0.359 V
Analisis data dilakukan berdasarkan
teori. Sesuai teori, pada setiap Eºsel yang bernilai positif maka akan terjadi
reaksi. dari analisis data, beberapa reaksi redoks yang memiliki
harga Eºsel bernilai positif yaitu antara logam Al dengan larutan Pb(NO3)2,
logam Al dengan larutan Zn(NO3)2, logam Al dengan larutan
AgNO3, logam Fe dengan larutan Pb(NO3)2.
2. Pembahasan
Dalam percobaan ini kami mempelajari
beberapa reaksi redoks antara logam dengan larutan logam nitrat. pada percobaan
yang kami lakukan, reaksi yang terjadi hanya antara logam Cu dengan larutan
AgNO3 yaitu dengan munculnya perubahan pada plat Cu menjadi
menghitam dan terdapat kerak hitam, kemudian reaksi antara logam Fe dengan
larutan AgNO3 yaitu ditandai dengan munculnya karat pada logam Fe.
Namun hasil pengamatan ini tidak sesuai dengan teori. Sesuai dengan teori, Eºsel
dapat diketahui dengan cara E°cell = E°cathode - E°anode
(Chang, 2010) . Reaksi dapat terjadi secara spontan apabila
Eºsel bernilai positif (Supardi, 2016) , dan reaksi yang seharusnya terjadi
adalah antara logam Al dengan larutan Pb(NO3)2, logam Al
dengan larutan Zn(NO3)2, logam Al dengan larutan AgNO3,
logam Fe dengan larutan Pb(NO3)2. Kekurangsesuaian ini
disebabkan selisih Eº yang direaksikan adalah sedikit jadi tidak terlihat oleh
mata.
Pada
peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi sedangkan oksigen diudara mengalami
reduksi. Karat logam pada umumnya adalah berupa oksida atau karbonat. Rumus
kimia karat besi adalah Fe2O3. xH2O, suatu zat
padat yang berwarna coklat merah. Besi merupakan logam mudah berkarat. Mudah
tidaknya logam berkarat berkaitan dengan keaktifan logam itu. Keaktifan logam
dapat dilihat dari deret volta berikut Li – K – Ba – Ca – Na – Mg – Al – Mn – Zn – Cr – Fe – Cd –
Co – Ni – Sn – Pb – (H) – Sb – Bi – Cu – Hg – Ag – Pt – Au . semakin ke kiri
maka makin aktif
logam (makin negatif harga potensial elektrodenya), makin mudah berkarat (Ebbing and Gammon, 2009). Akan tetapi beberapa logam seperti
tembaga dan alumunium, yang sebenarnya lebih aktif daripada besi ternyata tahan
karat (lebih awet). Hal ini disebabkan karena karat logam itu melekat
kuat pada permukaanya sehingga melindungi logam itu dari perkaratan yang
berkelanjutan. Lain halnya dengan karat besi yang sangat berpori dan selalu
mengelupas, sehingga permukaannya selalu terbuka dan terus berkarat sampai besi
itu habis. Logam-logam mulia mempunyai potensial elektrode yang bertanda
positif, berarti sukar teroksidasi dan sukar berkarat.
D. Simpulan
Korosi terjadi ketika besi
teroksidasi menjadi Fe2O3.xH2O melalui proses
Fe(s)
—–> Fe2+(aq)
+2e
E=+0,44V
O2(g) + 2H2O(l) +4e —->
4OH
E=+0,40V
Ion besi (II) yg terbentuk pada anoda selanjutnya
teroksidasi membentuk ion besi (III) yang kemudian membentuk senyawa oksida
terhidrasi Fe2O3 . xH2O. Mudah tidaknya logam
berkarat berkaitan dengan keaktifan logam itu. Makin aktif logam (makin negatif
harga potensial elektrodenya), makin mudah berkarat. Akan tetapi beberapa logam
seperti tembaga dan alumunium, yang sebenarnya lebih aktif daripada besi
ternyata tahan karat (lebih awet). Hal ini disebabkan karena karat logam
itu melekat kuat pada permukaanya sehingga melindungi logam itu dari perkaratan
yang berkelanjutan.
Daftar Pustaka
Bauer, R. C. and Birk, J. P. 2007..Introduction to Chemistry: A Conceptual Approach, Second Edition. New York : McGraw-Hill Companies.
Hal : 543
Chang, R.2010. Chemistry
Tenth Edition.New York : McGraw-Hill
Companies. Hal : 844
Ebbing, Darrell D, Gammon Steven D.
2009. General Chemistry. U.S.A: Houghton Mifflin Company. Hal : 151
Kitti,S. 2010. Kimia
3. Jakarta Selatan : PT Graha Cipta Karya. Hal : 54
Supardi, K.I.2014.Kimia Dasar II. Semarang : Unnes.
Hal : 45
