Elektrokimia adalah cabang kimia yang mempelajari reaksi kimia yang terjadi dalam larutan yang melibatkan konduktor (logam atau semikonduktor) dan konduktor ionik (elektrolit), untuk pertukaran elektron antara elektroda dan elektrolit.
Bidang ilmiah ini mencakup semua proses kimia yang melibatkan transfer elektron antar spesies, menghasilkan transformasi energi kimia menjadi energi listrik. Ketika proses ini terjadi, menghasilkan transfer elektron, secara spontan menghasilkan arus listrik ketika terhubung ke rangkaian listrik, menghasilkan atau perbedaan potensial antara dua kutub, itu disebut sel atau baterai (yang sering terdiri dari beberapa sel). Ketika proses ini disediakan, diinduksi oleh aksi arus listrik dari sumber eksternal, proses ini disebut elektrolisis.
Sejarah
Sel elektrokimia pertama dibuat pada tahun 1800 oleh Alessandro Volta, yang menggunakan cakram (disebut elektroda) dari tembaga dan seng bergantian, dipisahkan oleh kapas yang direndam dalam larutan garam. Nama “baterai” berasal dari superposisi cakram logam dan kapas.
John Frederic Daniell, pada tahun 1836, membangun sel dengan elektroda tembaga dan seng, tetapi masing-masing elektroda berada dalam sel individu, dengan tabung yang disebut “jembatan garam” yang menghubungkan dua tangki, meningkatkan efisiensinya. Jenis perangkat ini dikenal sebagai sel Daniell.
Keterangan
Unsur-unsur yang mengambil bagian dalam reaksi elektrokimia dicirikan oleh jumlah elektron yang dimilikinya. Bilangan oksidasi suatu ion adalah jumlah elektron yang diterima atau disumbangkannya dibandingkan dengan keadaan netralnya (yang didefinisikan sebagai bilangan oksidasi sama dengan nol). Jika sebuah atom atau ion menyumbangkan elektron dalam suatu reaksi, bilangan oksidasinya meningkat, karena menerima elektron, kehilangannya berkurang. Sejumlah elektron dalam suatu zat disebut oksidasi, dan perolehannya disebut reduksi.
Satu reaksi di mana mereka terjadi disebut reaksi oksidasi dan reduksi redoks.
Untuk dianggap sebagai reaksi elektrokimia yang melibatkan aliran arus listrik dalam jarak terbatas yang lebih besar dari jarak antar atom.
Reaksi elektrokimia adalah reaksi redoks yang terjadi dengan aliran arus secara simultan antara dua elektroda.
Arus yang mengalir dalam reaksi dapat memiliki dua asal:
Di bagian paling tengah, di bawah, ketika Anda memiliki sel elektrokimia.
Dihasilkan oleh sumber energi eksternal, ketika Anda memiliki sel elektrolitik
Dalam kedua kasus, selalu ada dua elektroda:
Anoda : elektroda tempat anion berhadapan, atau, sebagai alternatif, tempat mereka membentuk kation. Ini selalu berpindah dari elektroda ke korosi, dengan konsekuensi kehilangan massa, dan oksidasi anion selalu terjadi, atau pembentukan kation logam elektroda (bila juga mengalami oksidasi).
Katoda : elektroda tempat kation berhadapan. Pada elektroda ini dihasilkan masing-masing deposit, dan juga reduksi kation.