ELEKTROLISIS LARUTAN

16 OKTOBER 2014

SMA NEGERI 1 JONGGOL Jalan Sukasirna 36 Jonggol Bogor http://www.sman1jonggol.sch.id

1 | P a g e

PEMBIMBING : Dra. Justina Endang W

DISUSUN OLEH :

KELOMPOK IV

Annisa Kusumawardani R

Komarudin M Zaelani

Rahmat Yudi

Selvina Effendi.

XII IPA 5

2 | P a g e

I. KOMPETENSI DASAR

Melakukan Percobaan Sel Elektrolisis

II. TUJUAN

Menuliskan reaksi elektrolisis pada beberapa larutan.

Menjelaskan proses reaksi pada sel elektrolisis..

III. DASAR TEORI

Reaksi redoks spontan menimbulkan arus listrik. Terjadinya arus listrik ini

dapat diamati dari voltmeter. Tidak demikian halnya dengan sel elektrolisis, reaksi

redoks yang tidak spontan dapat berlangsung bila kedalamnya dialiri listrik.

Arus listrik dari sumber arus searah

mengalir ke dalam larutan melalui

katoda atau elektroda negatif. Pada

katoda ini terjadi reaksi reduksi dari

spesi tertentu yang ada dalam larutan.

Spesi tertentu yang lain mengalami

oksidasi di anoda/elektroda positif.

Dalam hal tempat reaksi berlangsung

sama seperti sel volta yaitu katoda

tempat terjadi reaksi reduksi sedangkan

anoda tempat terjadi oksidasi, tetapi

muatan elektroda dalam sel elektrolisis

berlawanan dengan muatan elektroda

dalam sel volta. Pada sel elektrolisis katoda merupakan elektroda negatif, sedangkan

anoda merupakan elektroda positif. Spesi yang mengalami reduksi di katoda dan spesi

yang mengalami oksidasi di anoda, tergantung pada potensialnya masing-masing. Spesi

yang mengalami reduksi adalah yang mempunyai potensial elektroda lebih positif.

Sedangkan spesi yang mengalami oksidasi adalah yang mempunyai potensial elektroda

lebih negatif. Dengan demikian, tidak selalu kation yang mengalami reduksi dan tidak

selalu anion yang mengalami oksidasi, mungkin saja pelarutnya (air) yang mengalami

reduksi dan atau oksidasi. Bila elektroda bukan elektroda inert (sukar bereaksi) maka

elektroda akan mengalami oksidasi. Untuk lebih jelasnya, perhatikan beberapa hal yang

harus diperhatikan dalam menulis reaksi elektrolisis berikut.

A. Reaksi pada Anoda (Oksidasi)

1. Bila anoda terbuat dari Pt, Au, atau C, maka anoda tidak ikut teroksidasi,

Ion OH- teroksidasi menjadi H2O dan gas O2.

4OH- (aq)→ 2H2O (l) + O2 (g) + 4e

Ion sisa asam halida (Cl-, Br-, I-) teroksidasi menjadi molekulnya.

Contoh :

2Br- (aq) → Br2 (l) + 2e

Ion sisa asam oksi (SO42−, NO3

−, CO32−) tidak teroksidasi, yang teroksidasi

adalah air (pelarut).

2H2O (l) → 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e

3 | P a g e

2. Bila anoda terbuat selain dari Pt, Au, atau C, maka anoda ikut teroksidasi.

Contoh :

Anoda dari logam Ag maka Ag (s) ⟶ Ag+ (aq) + e

Anoda dari logam Cu maka Cu (s) ⟶ Cu2+ (aq) + 2e

B. Reaksi pada Katoda (Reduksi)

1. Ion H+ tereduksi menjadi gas H2 : 2H+(aq) + 2e ⟶ H2 (g)

2. Ion-ion logam

a. Ion-ion logam alkali (AI) dan alkali tanah (AII) (Na+, K+, Ca2+, Mg2+ dan

lain-lain) serta Al3+, Mn2+ tidak mengalami reduksi, yang tereduksi adalah

air (pelarut).

2H2O (l) + 2e ⟶ H2 (g) + 2OH- (aq)

b. Ion-ion logam selain alkali dan alkalis tanah serta Al3+, Mn2+ tereduksi

menjadi logamnya. Contoh: Ni2+ (aq) + 2e ⟶ Ni (s) Perhatikan beberapa

contoh reaksi elektrolisis berikut:

Reaksi elektrolisis larutan CaCl2 dengan elektroda karbon (C)

Anoda 2Cl- (aq) ⟶ Cl2 (g) + 2e

Katoda 2H2O (l) + 2e ⟶ H2 (g) + 2OH- (aq) +

Reaksi Sel 2Cl- (aq) + 2H2O (l) ⟶ Cl2 (g) + H2 (g) + 2OH- (aq)

Reaksi elektrolisis larutan NaNO3 (elektroda Pt)

Anoda 2H2O (l) ⟶ 4H+ (aq) + O2 (g) + 4e ×1

Katoda 2H2O (l) + 2e ⟶ H2 (g) + OH- (aq) ×2 +

Reaksi Sel 6H2O (l) ⟶ 4H+ (aq) + O2 (g) + 2H2 (g) + 4OH- (aq)

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi hasil elektrolisis, maka dari itu dalam

menuliskan reaksi elektrolisis perlu memperhatikan hal berikut.

Overpotensial umumnya terjadi jika reaksinya melibatkan gas. Misalnya

overpotensial pada penggunaan sel dengan H2(g) pada katode raksa kira-kira

1,5 V, sedangkan pada katode platina adalah nol.

Jika zat yang dielektrolisis mengandung beberapa spesi yang mampu

menjalani oksidasi dan reduksi, maka akan terjadi kompetisi reaksi pada

elektrode. Jika NaCl cair dielektrolisis dengan mengalirkan arus listrik ke

dalam lelehan NaCl tersebut, maka terjadi satu reaksi oksidasi dan satu reaksi

reduksi di mana NaCl(l) akan terurai menjadi logam natrium dan gas klor.

4 | P a g e

Katode 2Na+(aq) + 2e ⟶ 2Na(s)

Anode 2Cl–(aq) ⟶ Cl2(g) + 2e +

Reaksi Sel 2 Na+(aq) + 2Cl–(aq) ⟶ 2Na(s) + Cl2(g)

Pada elektrolisis NaCl (aq) dapat terjadi dua macam setengah reaksi oksidasi dan dua

macam setengah reaksi reduksi.

Katode 2Na+(aq) + 2e ⟶ 2Na(s) Eo = –2,71 V......(1)

2H2O(l) + 2e ⟶ H2(g) + 2OH-( aq) Eo = –0,83 V......(2)

Anode 2Cl–(aq) ⟶ Cl2(g) + 2e Eo = –1,36 V…..(3)

2H2O(l) ⟶ O2(g) + 4H+(aq) + 4e Eo = –1,23 V .....(4)

Untuk setengah reaksi oksidasi potensial elektrode pada persamaan (3) dan (4) sama

besarnya. Harga yang tepat tergantung pada Cl– dan H+. Jika larutan NaCl dipekatkan,

maka cenderung terjadi reaksi ke (3) atau pembentukan klor. Jika larutan NaCl

diencerkan, maka cenderung terjadi reaksi ke (4) atau pembentukan gas oksigen.

Untuk setengah reaksi reduksi yang cenderung terjadi reaksi ke (2) atau reduksi

air. Namun jika raksa digunakan sebagai katode, maka yang cenderung terjadi reaksi ke

(1). Hal ini karena overpotensial gas hidrogen pada raksa tinggi. Dari penjelasan di atas

dapat disimpulkan bahwa spesi yang mengalami reduksi di katode adalah yang

mempunyai potensial elektrode lebih positif. Sedangkan spesi yang mengalami oksidasi

di anode adalah yang mempunyai potensial elektrode yang lebih negatif.

ALAT DAN BAHAN

Kabel

Amilum

Pipa U

Baterai 9 V

Elektroda Karbon

Corong kaca

Larutan NaCl

Indikator Universal

Klem dan Statif

Pisau Cutter

Gunting

LANGKAH KERJA

1. Uji pH larutan NaCl dengan indikator universal

2. Potong kabel terlebih dahulu

3. Tempelkan kedua ujung kabel kepada ujung baterai (9V)

4. Pasang pipa U pada klem

5 | P a g e

5. Masukan larutan NaCl ke dalam pipa U

6. Celupkan kedua elektroda yang telah terpasang pada baterai pada pipa U yang

telah terisi larutan NaCl pada statif

7. Amati kurang lebih hingga 15 menit.

8. Setelah 15 menit, uji pH di katoda dan anoda

9. Lalu teteskan 3 pipet tetes fenolftalein (pp)

10. Teteskan amilum sebanyak 3 tetes.

DATA PENGAMATAN

Pengamatan Sebelum Sesudah

Anoda (+) Katoda (-) Anoda (+) Katoda (-)

Warna Larutan Bening Ungu Bening Ungu

Elektroda Hitam Hitam Hitam Hitam

Aroma Larutan - - + -

Elektroda - - + -

pH Larutan 7 7 3 10

Gelembung - - + ++

Penoptalen 3 tetes Bening Ungu

Amilum 3 tetes Bening Bening

Keterangan :

- : Tidak ada

+ : Ada (Sedikit)

++ : Ada (Banyak)

PEMBAHASAN

Elektolisis Larutan NaCl dengan Elektroda Karbon C

NaCl ⟶ Na+ + Cl-

Katoda : Reaksi Reduksi

Kation (Na+) Aktif. Karena Na+ termasuk golongan alkali.

2H2O + 2e ⟶ H2 + 2OH-

Anoda : Reaksi Oksidasi

Elektroda : Karbon (C) “Inert”

Anion : Cl- (ion klorin)

2Cl- ⟶ Cl2 + 2e

Katoda : 2H2O + 2e ⟶ H2 + 2OH-

Anoda : 2Cl- ⟶ Cl2 + 2e +

Reaksi Sel : 2H2O + 2Cl- ⟶ H2 + 2OH-

+ Cl2

6 | P a g e

Ketika larutan ditambahkan dengan pp (fenolftalein) maka terjadi perubahan

warna yaitu ungu hingga ungu tua pada katoda, pada percobaan menimbulkan warna

ungu muda hal tersebut menunjukan bahwa larutan pada katoda berada dalam kondisi

pH basa sedangkan pada anoda asam karena adanya oksidasi Cl-. Pada percobaan tersebut

pipa U telah tercemar oleh pp kelompok sebelumnya sehinga pada sebelum ditambahkan

pp sebanyak 3 tetes larutan sudah berwarna ungu pada katoda, seharusnya sebelum dan

sesudah melakukan percobaan alat harus di cuci bersih. Di anoda dan katoda terdapat

gelembung akan tetapi gelembung pada katoda lebih banyak terdapat gelembung hal ini

dikarenakan terjadi reduksi air yang menghasilkan gas hidrogen pada katoda, karena ion

natrium termasuk logam alkali,

2H2O + 2e ⟶ H2 + 2OH-

sedangkan pada anoda terbentuk sedikit gelumbung hal ini dikarenakan terjadi oksidasi

2Cl- ⟶ Cl2 + 2e

Hal ini juga yang menyebabkan pada anoda tercium aroma khas dari gas klorida Cl2, lalu

larutan ditambahkan amilum sebanyak 3 tetes, setelah ditetesi amilum warna anoda dan

katoda tetap bening.

KESIMPULAN

Reaksi di Katoda : 2H2O + 2e ⟶ H2 + 2OH-

Menyebabkan terdapat banyak gelembung gas (H2) dan pH basa (OH-) terjadi

perubahan warna setelah ditetesi pp dan tidak terjadi perubahan warna setelah ditetesi

amilum.

Reaksi di Anoda : 2Cl- ⟶ Cl2 + 2e

Terjadi sedikit gelembung gas (Cl2) dan pH asam (Cl-) tidak terjadi perubahan warna

setelah di tetesi pp dan amilum

Elektroda : Elektroda Karbon adalah inert yang sukar yang beraksi

7 | P a g e

LAMPIRAN

8 | P a g e

DAFTAR PUSTAKA

Pratana, Cyrs Fajar dan Wiyarsi, Antuni.2009. Kimia 3. Jakarta : Pusat Perbukuan

Departemen Pendidikan Nasional

Pangajuanto, Teguh dan Rahmidi, Tri.2009. Kimia 3. Jakarta : Pusat Perbukuan

Departemen Pendidikan Nasional