Potensial Elektroda Standar

Materi: sel elektrokimia
Aliran elektron atau arus listrik dari satu kutub ke kutub lain disebabkan oleh adanya perbedaan potensial. Perbedaan potensial mendorong elektron mengalir dari kutub berpotensial tinggi menuju kutub berpotensial rendah. Beda potensial antara 2 kutub disebut gaya gerak listrik/ggl (emf = electromotive force) atau potensial sel pada sel Volta. Pada artikel ini kita akan membahas materi Potensial Elektroda Standar.

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 dinyatakan dalam bentuk potensial reduksi standar.

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. 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$^\circ$C, tekanan gas 1 atmosfer dan konsentrasi ion-ion 1M disebut potensial elektroda standar logam tersebut dan diberi lambang E$^\circ$.

Elektroda yang lebih mudah mengalami reduksi disbanding 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.

Bila ion logam dalam sel lebih mudah mengalami reduksi disbanding 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.

Berikut adalah tabel harga potensial sel standar:

Potensial sel merupakan jumlah aljabar dari potensial oksidasi dan potensial reduksi. Jika yang digunakan adalah elektrode-elektrode standar maka potensial sel itu ditandai dengan E$^\circ_\text{sel}$. Potensial standar untuk sel tersebut sebagai berikut.
$\begin{align} E^\circ_\text{sel} = E^\circ_\text{oksidasi} + E^\circ_\text{reduksi} \end{align}$
Oleh karena setengah reaksi oksidasi memiliki tanda yang berlawanan, persamaan yang sering digunakan sebagai berikut:
$\begin{align} E^\circ_\text{sel} & = E^\circ_\text{reduksi} - E^\circ_\text{oksidasi} \\ & = E^\circ_\text{katode} - E^\circ_\text{anode} \\ & = E^\circ_\text{besar} - E^\circ_\text{kecil} \end{align}$

Potensial reaksi redoks ini digunakan untuk meramalkan apakah suatu reaksi berlangsung spontan atau tidak.
a. Bila E$^\circ_\text{sel}$ positif maka reaksi akan terjadi spontan
b. Bila E$^\circ_\text{sel}$ negatif maka reaksi tidak akan terjadi spontan

Contoh soal potensial elektoda standar :
Suatu sel volta tersusun dari elektroda magnesium dan tembaga. Bila diketahui:
$Mg^{2+}(aq) + 2e \rightarrow Mg(s) \, \, \, \, E^\circ = -2,37 \,$ volt
$Cu^{2+}(aq) + 2e \rightarrow Cu(s) \, \, \, \, E^\circ = +0,34 \,$ volt
Tentukan
a. katoda dan anodanya,
b. reaksi yang terjadi pada elektroda dan reaksi selnya,
c. notasi sel, dan
d. potensial sel.

Penyelesaian :

Demikian pembahasan materi Potensial Elektroda Standar dan contohnya.