Definisi Dan Pengertian Elektrokinetik

Definisi Dan Pengertian Elektrokinetik, Elektrokinetika adalah studi gerak partikel dan transformasi kimiawi yang dihasilkan dari atau menghasilkan perbedaan potensial listrik. (Perbedaan potensial listrik dapat dianggap sebagai ukuran kenaikan atau penurunan dalam pekerjaan yang diperlukan untuk memindahkan partikel antara dua titik di ruang saat partikel tersebut memiliki unit muatan listrik).

Definisi Dan Pengertian Elektrokinetik , Elektrokinetika adalah studi reaksi kimia dan gerakan molekuler yang dapat menyebabkan (atau menyebabkan) pembagian bahan menjadi beberapa bagian dengan sifat yang dapat menyebabkan arus listrik di antara bagian-bagian tersebut. 

Perbedaan potensial listrik selalu ada di antara dua titik jika kedua titik ini memiliki muatan listrik yang berbeda. Ada dua jenis biaya: muatan negatif dan positif.

Molekul sesuai dengan perbedaan antara jumlah elektron yang dimiliki spesies kimia dan jumlah yang dimilikinya bila tidak diisi. Peningkatan jumlah elektron sesuai dengan muatan negatif, dan penurunan jumlah elektron sesuai dengan muatan positif. Semua fenomena elektrokinetik terjadi karena fakta bahwa partikel dengan muatan seperti saling menolak satu sama lain dan mereka yang tidak memiliki muatan berbeda saling tertarik satu sama lain.

Sejarah Elektrokinetik

Pada abad ke-18 Louigi Galvani, meskipun dia tidak sepenuhnya menyadarinya, mempelajari transportasi melintasi membran sel yang memiliki perbedaan potensial.

Galvanic menemukan bahwa otot di kaki kodok bergetar dengan adanya sumber muatan listrik atau saat otot disentuh oleh logam. Allessandro Volta adalah orang pertama yang menafsirkan dengan benar hasil Galvani dengan menunjukkan bahwa kedutan itu adalah hasil dari perubahan perbedaan potensi eksternal.

Voltas menunjukkan bahwa perbedaan potensial dapat terjadi antara dua logam berbeda yang direndam dalam larutan elektrolit, dan pada awal abad ke-19; dia telah membangun baterai pertama.

Pada awal abad itu Michael Faraday dapat menunjukkan hubungan antara jumlah listrik yang dihasilkan dan jumlah bahan kimia yang bereaksi pada elektroda.

Menjelang akhir abad ke-19, sudah diketahui bahwa solusi bisa menghasilkan listrik. Pada saat inilah Svante August Arrhenius mengusulkan konsep ion sebagai molekul bermuatan listrik atau atom, dan spesies inilah yang bertanggung jawab atas kemampuan solusi untuk mendukung arus listrik.

Arrhenius mengusulkan agar molekul terdisosiasi ke tingkat yang lebih besar atau lebih kecil ke dalam ion.

Suatu ekuilibrium terbentuk antara molekul netral dan ion. Teori Arrhenius terbukti tidak valid untuk molekul yang benar-benar terdisosiasi dan akibatnya menghasilkan solusi elektrolit yang kuat.

Pada tahun 1923, Peter Debye dan Erich Huckel merumuskan teori yang memuaskan untuk elektrolit yang kuat. Konsekuensi penting dari teori mereka adalah gagasan mereka tentang atmosfir ionik.

Teori Debye-Huckel hanya berlaku untuk solusi ion encer. Penelitian teoretis sejak mereka mengembangkan teori mereka telah berfokus pada perilaku solusi ion yang lebih terkonsentrasi.

Karena sifat masalahnya yang rumit, dan sejumlah besar partikel yang gerakannya harus diikuti, studi teoritis ini melibatkan pemodelan yang canggih dengan menggunakan komputer.

Penyebab mendasar dari perilaku sistem ini, bagaimanapun, tetap sama; molekul dengan muatan berbeda saling menarik, sedangkan yang dengan tuduhan saling menolak satu sama lain.

Efek muatan dan beda potensial sering dialami oleh orang yang pertama kali berjalan di atas karpet dan kemudian menyentuh kenop pintu. Kelebihan elektron terakumulasi di alat peluncur rug, yang menyebabkan orang tersebut dikenai biaya negatif dan akibatnya terdapat perbedaan potensial antara alat pemandu dan kenop pintu.

Potensi adalah penyebab utama aliran elektron dari orang ke kenop pintu, yaitu untuk sengatan listrik. Potensi yang menjadi lebih positif dalam arah tertentu menghalangi pergerakan ke arah partikel dengan muatan positif dan mempercepat pergerakan partikel dengan muatan negatif.

Pergerakan partikel bermuatan

Pergerakan partikel bermuatan dalam larutan adalah penting. Misalnya, samudera berisi atom dan molekul bermuatan. Molekul atau atom bermuatan listrik disebut ion. Ion dengan muatan negatif disebut anion, dan ion dengan muatan positif disebut kation.

Larutan yang mengandung ion disebut elektrolit. Untuk membuat elektrolit semudah membubarkan garam dalam air murni. Beberapa garam terdisosiasi menjadi ion.

Umumnya molekul dalam larutan bergerak secara acak. Fakta bahwa larutan elektrolit mengandung ion memungkinkan a n memesan gerak molekul. Diketahui bahwa solusi elektrolit melakukan listrik. Listrik adalah muatan yang dibawa oleh ion dengan adanya medan listrik.

Bidang ini dapat dianggap sebagai memaksakan perbedaan potensial di seluruh solusi, yang menempatkan jenis pesanan pada gerakan ionik, dalam artian ion bergerak sepanjang arah lapangan.

Anion bergerak menuju titik positif perbedaan potensial, dan kation bergerak menuju negatif dari perbedaan potensial. Kecepatan ion, dan karenanya, arus listrik, meningkat dengan kekuatan medan listrik.

Perbedaan potensial listrik biasanya ditemukan pada situasi di mana dua fase berbeda dari komposisi kimia yang berbeda bersentuhan. Antarmuka memisahkan dua fase dan perbedaan potensial listrik dapat dicapai melalui pemisahan muatan sedemikian rupa sehingga satu sisi antarmuka bermuatan positif dan sisi lainnya bermuatan negatif,  satu fase bisa berupa logam dan yang lainnya bisa menjadi larutan berair yang mengandung molekul positif dan bermuatan negatif.

Dengan demikian, electrokinetics juga mempelajari reaksi elektrokimia, yaitu reaksi yang terjadi pada permukaan bermuatan listrik.

Reaksi kimia elektrik terjadi pada sel elektrokimia, yang terdiri dari paling sedikit dua konduktor listrik yang terpisah, yang disebut elektroda, yang sebagian terendam dalam larutan elektrolit antarmuka antara elektroda dan elektrolit disebut sebagai antarmuka elektrokimia.

Elektron dipindahkan dari molekul melintasi antarmuka elektrokimia di salah satu elektroda melalui reaksi kimia. Elektroda ini disebut anoda. Elektron bergerak dari anoda melalui sirkuit eksternal ke elektroda kedua.

Elektroda ini disebut katoda, dan di sini elektron dipindahkan ke molekul melalui reaksi kimia. Sifat dasar fenomena elektrokinetik pada elektroda tunggal tidak tergantung pada proses yang terjadi pada elektroda lain.

Tidak seperti studi sel elektrokimia dan baterai dimana perbedaan potensial antara anoda dan katoda penting, fokus elektrokinetik adalah pada perubahan perilaku proses yang terjadi pada permukaan bermuatan terhadap perubahan pada perbedaan potensial antara permukaan tersebut. dan elektrolit sekitarnya. Suatu kuantitas yang perubahannya sehubungan dengan perubahan potensial listrik di antarmuka elektrokimia adalah penting untuk diukur adalah jumlah listrik yang dihasilkan per unit waktu oleh reaksi elektroda.

Kuantitas ini sama dengan arus listrik yang mengalir ke sirkuit eksternal dari elektroda. Tingkat keseluruhan reaksi elektroda dapat diperoleh dari pengetahuan tentang jumlah listrik yang dihasilkan dengan menggunakan hubungan yang didirikan oleh Michael Faraday pada abad ke-19.

Faraday menemukan bahwa jumlah listrik yang dihasilkan oleh reaksi elektroda selama periode waktu sebanding dengan jumlah molekul yang bereaksi pada elektroda selama periode waktu yang sama.

Karena muatan listrik sedang ditransfer, tingkat di mana ke depan dan Reaksi terbalik terjadi bergantung pada potensial listrik antara elektroda dan elektrolit sekitarnya. Keseimbangan kimia ada saat reaksi elektroda maju memiliki tingkat yang sama dengan reaksi sebaliknya.

Potensi di mana ekuilibrium ada disebut potensi ekuilibrium. Perbedaan antara nilai sebenarnya dari potensial listrik dan potensial ekuilibrium disebut overpotential, dan nilai overpotential memberikan ukuran seberapa jauh sistem berasal dari ekuilibrium.

Urutan reaksi elementer yang terjadi selama konversi reaktan menjadi Produk disebut mekanisme reaksi. Dalam proses dengan beberapa reaksi elementer, reaktan pertama-tama menjadi perantara; zat antara kemudian dapat dikonversi ke produk akhir atau ke zat antara lainnya, yang selanjutnya mengalami reaksi.

Proses utama yang harus dipertimbangkan adalah pengangkutan molekul dari sebagian besar elektrolit ke permukaan yang bermuatan. Mayoritas ion yang ada di lingkungan permukaan bermuatan positif adalah anion.

Rata-rata, jumlah anion berkurang, dan jumlah kation meningkat. Pada jarak yang cukup jauh dari permukaan yang terisi, solusinya netral. Wilayah di mana solusinya memiliki muatan bersih disebut lapisan ganda.

Pengaruh utama

Pengaruh utama yang disebabkan oleh lapisan ganda adalah pengaruh pada pengangkutan molekul ke permukaan bermuatan. Misalnya, lapisan ganda bermuatan negatif akan menghalangi pergerakan anion ke permukaan bermuatan positif.

Distribusi muatan dan perbedaan potensial menyebabkan efek elektrokinetik dalam larutan, yang serupa dengan efek lapisan ganda. Dalam larutan yang mengandung ion, anion akan menarik kation sebagai serta molekul netral, yang memiliki bagian bermuatan positif.

Selain itu, kation menarik anion dan molekul dengan bagian yang bermuatan negatif. Akibatnya, ion dalam larutan dikelilingi oleh suasana muatan berlawanan. Suasana ionik ini bisa dianggap sebagai lapisan ganda.

Gerakan ion pusat diperlambat sebagai hasil lapisan ganda, karena lapisan ganda bergerak dengan ion pusat. Di sisi lain, jika medan listrik diterapkan di seluruh larutan, ion pusat akan bergerak dalam satu arah dan lapisan ganda, karena berlawanan, akan bergerak ke arah lain. Efek ini dikenal sebagai elektroforesis.

Korosi

Korosi adalah kemerosotan logam dan terjadi melalui reaksi kimia dimana ada reaksi kimia. Contoh biologis meliputi pencampuran klorin dalam pengolahan air dan limbah dan sebagai tambahan digunakan sebagai reaktan dalam produksi pestisida dan plastik.

Rumah sakit menggunakan elektroforesis untuk mengukur protein utama plasma darah, dan elektroforesis juga digunakan dalam biokimia untuk memisahkan protein menjadi komponennya asam amino.

Berbagai sumber