Judul : Elektrolisis Larutan
Tujuan : Mempelajari reaksi elektrolisis beberapa larutan
Teori Dasar :
Elektrolisis
Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik
menjadi energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis
ini adalah elektroda dan elektrolit.
Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat digolongkan
menjadi dua, yaitu:
Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit (C), Platina
(Pt), dan emas (Au).
Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag)
Elektrolitnya dapat berupa larutan berupa asam, basa, atau garam,
dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara
elektrolit dan elektroda menghasilkan tiga kategori penting
elektrolisis, yaitu:
Elektrolisis larutan dengan elektroda inert
Elektrolisis larutan dengan elektroda aktif
Elektrolisis leburan dengan elektroda inert
Pada elektrolisis, katoda merupakan kutub negatif dan anoda merupakan
kutub positif. Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi dan pada anoda
terjadi reaksi oksidasi.
Sel elektrolisis
Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia yang menimbulkan terjadinya
reaksi redoks yang tidak spontan dengan adanya energi listrik dari
luar. Contohnya adalah elektrolisis lelehan NaCl dengan elektroda
platina. Contoh lainnya adalah pada sel Daniell jika diterapkan beda
potensial listrik dari luar yang besarnya melebihi potensial sel
Daniell.
Faktor yang Mempengaruhi Proses Elektrolisis
1. Jenis elektroda yang digunakan
2. Kedudukan ion dalam siri elektrokimia
3. Kepekatan ion
Perbedaan Antara Sel Elektrolisis / Sel Kimia
Sel Elektrolisis dialirkan melalui elektrolit, ion-ion akan terurai
dan bergerak ke masing-masing anoda dan katoda. Penguraian elektrolit
dilakukan oleh arus elektrik.
Anion bergerak menuju ke elektroda anoda manakala Kation bergerak
menuju ke elektroda katoda.
Sel Kimia Sel kimia ialah sel yang menghasilkan tenaga elektrik
melalui tindakbalas kimia. Sel kimia dibina daripada dua logam
(elektrod) yang berlainan dicelupkan kedalam suatu larutan masing-
masing elektrolit. Elektroda Zn dicelupkan ke dalam larutan ZnSO4,
Elektroda Cu dicelupkan ke dalam larutan CuSO4 dan dihubungkan oleh satu
jembatan garam. Arus yang terhasil ialah sebanyak 1.10A.
Contoh Elektrolisis
1. Proses penyepuhan
Yaitu proses perubahan Energi listrik menjadi Energi kimia. Proses
ini melibatkan Elektroda (logam-logam yang dihubungkan dengan sumber
listrik) dan Elektrolit (cairan tempat logam-logam tadi dicelupkan)
Penyepuhan berguna untuk melapisi logam untuk perhiasan, atau juga
untuk pencegahan karat/korosi, seperti pada pipa atau besi, yang
dilapisi oleh campuran besi (Fe) dan Seng (Zn), yang disebut proses
galvanisasi.
Elektrolisis ini adalah kebalikan dari proses yang terjadi pada
baterei atau aki, dimana pada sumber listrik itu terjadi proses
perubahan dari energi kimia menjadi energi Listrik.
2. Elektrolisis Leburan Kalium Bromida
Ion kalium bergerak ke katoda/ ion bromida bergerak ke anoda.
Anoda:
Ion bromida menyahcas secara membebaskan elektron kepada anoda.
2Br- + 2e → Br2 Dua atom bromin akan membentuk satu molekul dwiatom
bromin. Gas bromin berwarna perang terbebas pada anod.
Katoda:
Ion kalium menyahcas secara menerima elektron daripada katod.
K+ + e → K Logam kalium berkilau terbentuk pada katoda
3. Elektrolisis aluminium oksida lebur.
Ion-ion Al3+ dan O2- dibebaskan apabila aluminium oksida dileburkan.
Ion Al3+ tertarik ke katod dan ion O2- tertarik ke anoda semasa
elektrolisis.
Pemerhatian: Di anoda. Gas oksigen terhasil apabila ion-ion O2-
membuang elektron seperti berikut;
2O2- → O2 + 4e
Di katoda. Logam aluminium berkilat terhasil apabila ion-ion Al3+
menerima elektron.
Al3+ + 3e → Al
4. ELEKTROLISIS KUPRUM SULFAT
Elektrolisis larutan akueus kuprum (II) sulfat: menggunakan elektrod
karbon.
Keputusan: Hasil-hasil elektrolisis:
Anoda:
Pemerhatian: Gas tanpa warna di kumpul pada bahagian atas tabung
uji. Gas ini menyalakan kayu uji berbara. Gas oksigen yang terbebas.
Ion-ion hidroksida dan ion-ion sulfat tertarik ke anod. Ion OH- yang
didiscas secara pilihan. Persamaan tindakbalas: 4OH- → 2H2O + O2 + 4e
Katoda:
Logam berwarna perang (kuprum) terbentuk pada elektrod karbon.
Ion-ion kuprum dan ion-ion hidrogen tertarik ke katod. Ion Cu2+
didiscas secara pilihan. Persamaan tindakbalas: Cu2+ + 2e → Cu.
5. Elektrolisis larutan akueus kuprum (II) sulfat: menggunakan
elektroda kuprum
Keputusan: Hasil-hasil elektrolisis adalah seperti berikut:
Anoda:
Pemerhatian: Kepingan anoda kuprum terkakis. Jisimnya berkurangan
berbanding dengan jisim asal. Atom kuprum menjadi ion kuprum. Persamaan
tindakbalas:
Cu → Cu2+ 2e
Katoda:
Logam berwarna perang terbentuk pada elektroda karbon. Logam
tersebut adalah kuprum. Ion-ion kuprum dan ion-ion hidrogen tertarik ke
katoda. Ion Cu2+ didiscas secara pilihan. Persamaan tindakbalas: Cu2+ +
2e → Cu.
Hukum elektrolisis Faraday
Di awal abad ke-19, Faraday menyelidiki hubungan antara jumlah
listrik yang mengalir dalam sel dan kuantitas kimia yang berubah di
elektroda saat elektrolisis. Ia merangkumkan hasil pengamatannya dalam
dua hukum di tahun 1833.
Jumlah zat yang dihasilkan di elektroda sebanding dengan jumlah arus
listrik yang melalui sel.
Bila sejumlah tertentu arus listrik melalui sel, jumlah mol zat yang
berubah di elektroda adalah konstan tidak bergantung jenis zat.
Misalnya, kuantitas listrik yang diperlukan untuk mengendapkan 1 mol
logam monovalen adalah 96 485 C(Coulomb) tidak bergantung pada jenis
logamnya
Alat dan Bahan :
1. Plat tetes = 1 buah
2. Pipet tetes = 2 buah
3. Pipa U = 1 buah
4. Elektroda karbon = 2 buah
5. Kabel = Secukupnya
6. Sumber tegangan = 9 volt
7. Kertas lakmus (merah dan biru) = Secukupnya
8. Larutan Na2SO4 0,5 M = 250 ml
9. Statif dan klem
Cara Kerja :
1. Merakit peralatan seperti statif dan klem
2. Mengisi pipa U dengan larutan Na2SO4 0,5 M. Kemudian memasukan
elektroda- elektroda karbon
3. Memasukan katoda (-) dan anoda (+) kedalam pipa U
4. Menyalakan catu daya sebesar 9 volt
5. Mangamati yang terjadi selama 10 menit
6. Mencatat reaksi yang terjadi pada katoda dan anoda
7. Menyiapkan kertas lakmus merah dan lakmus biru serta menyimpannya
dalam plat tetes
8. Meneteskan larutan dari anoda dan katoda menggunakan pipet tetes
pada masing-masing kertas lakmus dengan satu larutan
9. Mengamati perubahan warna yang terjadi pada tiap kertas
Hasil Pengamatan :
Elektrolisis
Na2SO4
Gelembung Lakmus
Gas
Sifat
Merah Biru
Anoda (+)
4e- Gelembung berukuran kecil, reaksi yang terjadi berlangsung
lambat Merah Merah Oksigen Asam
Katoda ()
2e- Gelembung berukuran besar, reaksi yang terjadi berlangsung cepat
Biru Biru Hidrogen Basa
Reaksi Elektrolisis :
Na2SO4 → 2Na+ + SO42- X 1
Katoda : 2H2O + 2e- → H2 + 2OH- X 2
Anoda : 2H2O → 4H+ + O2 + 4e- X 1
Na2SO4 → 2Na+ + SO42-
Katoda : 4H2O + 4e- → 2H2 + 4OH-
Anoda : 2H2O → 4H+ + O2 + 4e-
Reaksi : Na2SO4 + 6H2O → 2Na+ + SO42- + 2H2 + 4OH- + 4H+ + O2
Kesimpulan :
1. Pada Katoda
Gelembung lebih banyak (gelembung H2)Ø
Bersifat basa karena menghasilkan OH-Ø
Mengalami reaksi reduksiØ
2. Pada Anoda
Gelembung sedikit(gelembung O2)Ø
Bersifat asam karena menghasilkan H+Ø
No comments:
Post a Comment