Potensial sel dan kondisi
KIM-XII-06
Menghitung potensial standar serta menafsirkan spontanitas.
Bekal awal: Sel volta dan aliran muatan.
Konteks bab
Gunakan kasus sebagai latihan berpikir. Catat data asli jika pengamatan dilakukan; pertahankan label simulasi pada data contoh.
Bacaan dan kasus
2 · Tegangan bukan seluruh cerita
Kasus pembuka
Kasus, angka, dan rancangan dalam bab ini adalah model pembelajaran; bukan laporan pengukuran atau fasilitas Ponpes Temas.
Dua sel model memiliki E° sama tetapi hambatan internal dan luas elektrode berbeda.
Fokus pemeriksaan. Mengapa label tegangan belum menyatakan daya?
Memakai data reduksi
E°sel=E°reduksi katode−E°reduksi anode. Nilai potensial tidak dikalikan koefisien ketika menyetarakan elektron karena potensial bukan besaran ekstensif. E° positif menunjukkan reaksi yang ditulis spontan secara termodinamik pada kondisi standar; tidak menyatakan lajunya.
Kondisi nyata
ΔG°=−nFE° menghubungkan potensial dengan energi bebas. Pada 25 °C, persamaan Nernst E≈E°−(0,0592/n)log Q menggunakan aktivitas; konsentrasi dapat menjadi pendekatan larutan encer. Komposisi dan suhu berubah dapat mengubah potensial. Baterai nyata juga mempunyai hambatan internal dan kehilangan energi.
Telusuri contoh
E° Cu²⁺/Cu=+0,34 V; Zn²⁺/Zn=−0,76 V.
- Katode Cu, anode Zn.
- E°=0,34−(−0,76).
- E°=1,10 V.
Sel dua elektron E°=1,10 V, F=96.500 C/mol.
- ΔG°=−2×96.500×1,10.
- =−212.300 J/mol reaksi.
- ≈−212 kJ/mol.
Gunakan semua nilai tabel sebagai potensial reduksi sebelum menghitung sel.
Latihan mandiri
1 Katode +0,80 V, anode −0,44 V: E°?
Petunjuk awal
Tuliskan besaran atau fakta yang diketahui, pilih konsep yang sesuai, lalu periksa satuan dan batas kesimpulan.
Pembahasan · buka setelah mencoba
1,24 V.
2 Mengapa E° tidak dikalikan dua saat reaksi digandakan?
Petunjuk awal
Tuliskan besaran atau fakta yang diketahui, pilih konsep yang sesuai, lalu periksa satuan dan batas kesimpulan.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Potensial adalah energi per muatan; energi dan muatan bertambah sebanding.
3 Apakah E° positif membuktikan baterai dapat menyuplai arus besar?
Petunjuk awal
Tuliskan besaran atau fakta yang diketahui, pilih konsep yang sesuai, lalu periksa satuan dan batas kesimpulan.
Pembahasan · buka setelah mencoba
Tidak; laju, hambatan, luas elektrode, serta kondisi nyata menentukan kemampuan arus.
Perluas pemahamanmu
Untuk Zn/Cu, jelaskan arah perubahan E jika rasio [Zn²⁺]/[Cu²⁺] meningkat.
Coba dengan umpan balik
Latihan otomatis membantu pemeriksaan; tuliskan alasan dan langkah untuk membuktikan pemahaman.
1 E°sel negatif untuk reaksi tertulis berarti
Petunjuk awal
Tentukan informasi, konsep dan bukti yang dibutuhkan.
Pembahasan · buka setelah mencoba
D. Tidak spontan pada kondisi standar. Kondisi atau sumber energi luar dapat mengubah kelangsungan proses.
Praktik dan refleksi
Hitung tiga kombinasi sel dari tabel data yang diberikan.
Pendampingan pelajaran ini
Hubungkan gejala, model partikel, dan simbol. Minta siswa menjelaskan perpindahan di antara ketiganya.
Menghitung potensial standar serta menafsirkan spontanitas.
Sel volta dan aliran muatan.
Ulangi contoh pertama dengan gambar atau tabel. Minta siswa memperbaiki satu langkah yang keliru dan menjelaskan sebabnya.
Untuk Zn/Cu, jelaskan arah perubahan E jika rasio [Zn²⁺]/[Cu²⁺] meningkat.
Apakah E° positif membuktikan baterai dapat menyuplai arus besar?
Penanda pribadi di perangkat ini; bukan nilai atau bukti penguasaan.