Kalkulator Persamaan Nernst

Senin, 27 April 2015

Penentuan Esel untuk pengenalan awal (di SMA) biasanya menggunakan selisih data potensial reduksi standar atau potensial reduksi yang terlibat dalam reaksi yang diukur pada keadaan standar. Yang dimaksud keadaan standar di sini adalah temperatur 25 oC (298 K), tekanan 1 atm dan konsentrasi larutan 1 M. Lalu mengapa variabel standar tadi tidak diperhitungkan? Sebenarnya bukan tidak diperhitungkan namun hasil hitungnya yang bernilai 0 inilah seolah tidak diperhitungkan. Hal ini akan jelas jika semua variabel standar tadi diterapkan dalam Persamaan Nernst. Bagaimana jika tidak diukur pada keadaan standar? Yah tentu Esel tadi ditentukan dengan menggunakan Persamaan Nernst.


Persamaan Nernst:
$E_{sel} = E^o_{sel} - \frac{(2,303 \times R \times T)}{n \times F} \times log~Qc$
di mana:
$Qc= \frac {[P_1]^{c}[P_2]^{d}}{[R_1]^{a}[R_2]^{b}}$
Nilai Qc ini tergantung pada jumlah pereaksi dan produk serta wujud zatnya
Eosel = Eoreduksi - Eooksidasi
R =  tetapan gas = 8,314 J/(mol.K)
T = temperatur dalam satuan Kelvin (K)
n = jumlah transfer elektron yang terjadi  setelah disetarakan
F = tetapan Coulomb (besarnya muatan listrik tiap 1 mol elektron) = 96.485 Coulomb/mol

Pada tulisan kali ini saya sajikan alat hitung Esel sederhana berdasar persamaan Nernst. Untuk aplikasi saya gunakan contoh soal untuk memudahkan pemahaman penggunaan kalkulator persamaan Nernst ini.


Pada suhu 25 oC sebuah sel Galvani yang disusun seperti berikut ini. Setengah sel pertama terdiri dari klorin/klorida, Cl2/Cl, elektroda dengan tekanan parsial dari Cl2 = 0,100 atm dan [Cl] = 0,100 M. Setengah sel lainnya melibatkan pasangan MnO42–/Mn2+ dalam larutan asam dengan [MnO42–] = 0,100 M, [Mn2+ ] = 0,100 M, dan [H+ ] = 0,100 M. Gunakan persamaan Nernst untuk menentukan potensial sel secara keseluruhan reaksi sel ini. Diketahui E0 reduksi MnO42–/Mn2+ = +1,507 volt dan E0 reduksi Cl2/Cl = 1,360 volt.

Penentuan potensial sel standar secara keseluruhan:

2 × MnO42– + 8H+ + 5e ⟶ Mn2+ + 4H2O E0 = +1,507 volt
5 × 2Cl ⟶ Cl2 + 2e E0 = –1,360 volt

2MnO42– + 16H+ + 10Cl + 10e⟶ 2Mn2+ + 8H2O + 5Cl2 + 10e E0sel = + 0,147 volt

Ok dari reaksi di atas didapat E0 sel keseluruhan pada keadaan standar adalah + 0,147 volt, jumlah transfer elektron (n) yang terjadi sebanyak 10 elektron dan terdapat 3 zat pada ruas pereaksi dan 2 zat pada ruas produk (hasil reaksi) Karena dalam reaksi tersebut melibatkan gas klor yang memiliki tekanan parsial sebesar 0,100 atm maka nilai ini bisa digunakan langsung dalam persamaan Nernst. Ayo coba kenapa bisa begitu, apa alasan?!

Selanjutnya kita bisa hitung Esel pada keadaan tadi (bukan pada keadaan standar loh...) dengan menggunakan kalkulator persamaan Nernst berikut: Jika benar input yang dimasukkan tentu hasilnya sekitar 0,0230 volt.

Jika jumlah zat tidak sesuai maka isikan angka 1 untuk konsentrasi dan koefisiennya agar lengkap seolah ada 3 zat di ruas produk dan pereaksinya. jangan ada kotak input yang kosong. Kotak orange itu adalah hasil hitung otomatis.

Input dan output hitungan Esel berdasar persamaan Nernst
VariabelNilaiSatuan


EoReduksivolt


EoOksidasivolt


Eoselvolt


n (jumlah transfer elektron)elektron


TemperaturKelvin


R (Tetapan Gas)kJ/mol


F (Tetapan Faraday)Coulomb


[Produk-1]Molar
Koefisien P-1
[Produk-2]Molar
Koefisien P-2
[Produk-3]Molar
Koefisien P-3
[Pereaksi-1]Molar
Koefisien R-1
[Pereaksi-2]Molar
Koefisien R-2
[Pereaksi-3]Molar
Koefisien R-3
Hasil Qc



Log Qc



RT/nF



2,303 x RT/nF x log Qcvolt


Eselvolt


Coba hitung dengan kalkulator E sel dengan persamaan Nernst untuk soal berikut:
Pada suhu 25 oC sebuah sel galvani yang disusun seperti berikut ini. Setengah sel pertama terdiri pasangan Fe3+/Fe2+ di mana [Fe3+] = 1,00 M dan [Fe2+] = 0,100 M; Selain itu juga melibatkan pasangan MnO42–/Mn2+ dalam larutan asam di mana [MnO42–] = 1,00 × 10–2 M, [Mn2+] 1,00 × 10–4 M, dan [H+ ] = 1,00 × 10–3 M.
(a) Hitung potensial elektroda untuk masing-masing setengah sel dengan konsentrasi tersebut.
(b) Hitung potensial sel secara keseluruhan.

Kunci a) untuk MnO42–/Mn2+ = + 1,2468 volt dan Fe3+/Fe2+ = 0,8301 volt;     b) sekitar 0,416 volt.



Bagikan di

2 komentar:

 
Copyright © 2015-2016 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info