http://id.wikipedia.org/wiki/ElektrolisisElektrolisisElektrolisisadalah penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik. Pada sel elektrolisis. Reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energi kimia (reaksi redoks). Tiga ciri utama, yaitu: Ada larutan elektrolit yang mengandung ion bebas. Ion-ion ini dapat memberikan ataumenerima elektron sehingga electron dapat mengalir melalui larutan. Ada sumber arus listrik dari luar, seperti baterai yang mengalirkan arus listrik searah(DC) Ada 2 elektroda dalam sel elektrolisisElektroda yang menerima elektron dari sumber arus listrik luar disebutKat oda, sedangkan elektoda yang mengalirkan elektron kembali ke sumber arus listrik luar disebutAnoda. Katoda adalah tempat terjadinya reaksi reduksi yang elektrodanya negative (-) dan Anoda adalah tempat terjadinya reaksi oksidasi yang elektrodanya positive (+)Daftar isi[sembunyikan] 1Hukum Elektrolisis Faraday 2Kegunaan sel Elektrolisis 2.1Pembuatan Gas di Laboratorium 2.2Proses penyepuhan 2.3Proses Pemurnian logam kotorHukum Elektrolisis Faraday[sunting|sunting sumber]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.C (Coulomb) adalah satuan muatan listrik, dan 1 C adalah muatan yang dihasilkan bila arus 1 A (Ampere) mengalir selama 1 s. Tetapan fundamental listrik adalah konstanta Faraday F, 9,65 x104 C, yang didefinisikan sebgai kuantitas listrik yang dibawa oleh 1 mol elektron. Dimungkinkan untuk menghitung kuantitas mol perubahan kimia yang disebabkan oleh aliran arus listrik yang tetap mengalir untuk rentang waktu tertentu.Hantaran listrik melalui larutan elektrolit dapat dianggap sebagai aliran electron. Jadiapabila electron telah dapat mengalir dalam larutan elektrolit berarti listrik dapat mengalir dalam larutan tersebut. Elektron berasal dari kutub katode atau kutub negatif. Sedangkanpada anode melepaskan ion positip dan membentuk endpan pada logam katode. Di dalamlarutan terurai proses: CuSO4 Cu2+ + SO42- Ion Cu2+ ini akan berpindah menuju keping katode sedangkan ion SO42- akanmenuju keping anode. Lama-lama keping katode ini akan timbul endapan dan terjadiperubahan massa. Massa ini dapat dihitung dengan cara:G = a . I . t

Dimana:G = jumlah endapan tembaga Cu (gram) a = tara kimia listrik (gr/ampere.jam)I = kuat arus listrik (ampere) t = lamanya pengaliran arus (jam)Untuk tembaga nilai a = 1,186 gr/ampere.jam, karena G telah dapat diketahui maka I arusdapat diperoleh dengan:I = G/atKegunaan sel Elektrolisis[sunting|sunting sumber]Pembuatan Gas di Laboratorium[sunting|sunting sumber]Sel elektrolisis banyak digunakan dalam industri pembuatan gas misalnyapembuatan gas oksigen, gas hydrogen, atau gas klorin. Untuk menghasilkan gasoksigen dan hydrogen, Anda dapat menggunakan larutan elektrrolit dari kationgolongan utama (K+,Na+) dan anion yang mengandung oksigen (So42-,, NO3-)dengan electrode Pt atau karbon. Reaksi elektrolisis yang mengahsilkan gas,misalnya elektrolisis larutan Na2SO4 menggunakan electrode karbon.Reaksi yang terjadi: Na2SO4 (aq) 2Na+ (aq) + SO42- Katode (C): 2H2O (l) +2e- 2OH- (aq) +H2 (g) Anode (C): 2H2O (l) 4e- + 4H+ +O2 (g)Karena pada katode dan anode yang bereaksi adalah air, semakin lama air semakin berkurang sehingga perlu ditambahkan. Perlu diingat bahwa walaupunyang bereaksi air, tidak berarti elektrolit Na2SO4 tidak diperlukan. Elektrolit iniberguna sebagai penghantar arus listrik.Proses penyepuhan[sunting|sunting sumber]Penyepuhan suatu logam emas, perak, atau nikel, bertujuan menutupi logam yangpenampilannya kurang baik atau menutupilogam yang mudah berkarat. Logam-logam ini dilapiasi dengan logam lain yangpenampilan dan daya tahannya lebih baik agar tidak berkarat. Misalnya mesinkendaraan bermotor yang terbuat dari bajaumumya dilapisi kromium agar terhindar dari korosi . Beberapa alat rumah tanggajuga disepuh dengan perak sehingga lebihawet dan penampilannya tampak lebih baik.Badan sepede titanium dilapisi titanium oksida (TiO2)yang bersifat keras dantidak dapat ditembus oleh oksigen atau uap air sehingga terhindar dari reaksioksida yang menyebabkan korosi.Prinsip kerja proses penyepuhan adalah penggunaan sel dengan elektrolit larutandan electrode reaktif. Contoh jika logam atau cincin dari besi akan dewlaps emasdigunakan larutan elektrolit AuCl3(aq). Logam besi (Fe) dijadikan sebagai katode, sedangkan logam emasnya (Au) sebagai anode. Apa yang terjadi jikakedua logam ini ditukar posisinya?Mengapa? Reaksi yang berlangsung dalam proses penyepuhan besi dengan emas yaitu:AuCl3 (aq) Au3+ (aq) + 3Cl- (aq) Katode (cincin Fe): Au3+ (aq) + 3e- Au (s) Anode (Au): Au (s) Au3+ (aq) + 3e-Proses yang terjadi yaitu oksidasi logam emas (anode) menjadi Au3+(aq) Kationini akan bergerak ke katode menggantikan kation Au3+ yang direduksidi katode.Kation Au3+ di katode direduksi membentuk endapan logam emas yang melapisilogam atau cincin besi. Proses ini cukup murah karena emas yang melapisi besihanya berupa lapisan tipis.Proses Pemurnian logam kotor[sunting|sunting sumber]Proses pemurnian logam kotor banyak dilakukan dalm pertambangan . logamtransisi yang kotor dapat dimurnikan dengan cara menempatkannya sebagai anodedan logam murni sebagai katode. Elektrolit yang digunkan adalah elektrolit yangmengandung kation logam yang dimurnikan. Contoh: prose pemurnian nikelmenggunakan larutan NiSO4 . niukel murni digunkan sebagai katode, sedangkannikel kotor (logam yang dimurnikan ) digunakan sebagai anode. Reaksi yang terjadi, yaitu:NiSO4 (aq) Ni2+ (aq) + SO42- (aq) Katode (Ni murni): Ni2+ (aq) + 2e- Ni (s) Anode ( Ni kotor): Ni (s) Ni2+ (aq) + 2e-Logam nikel yang kotor pada anodedioksidasi menjdi ion Ni2+. Kemudian, ionNi2+ pada katode direduksi membentuk logam Ni dan bergabung dengan katode yang merupakan logam murni. Kation Ni2+di anode bergerak ke daerah katodemenggantikan kation yang direduksi. Untuk mendapatkan logam nikel murni(di katode)harus ada penyaringan sehinggga kotoran(tanah, pasir danlain-lain) hanya berada dianode dan tidak berpindah ke katodesehingga daerah di katode merupakan daerah yang bersih.

https://andykimia03.wordpress.com/tag/elektrolisis-larutan/Kimia Unsur GolonganUtama15 Oktober 2009Dalam tulisan ini, kita akan mempelajari mengenai sifat fisika dan sifat kimia unsur-unsur golongan utama, terutama Golongan Gas Mulia (VIIIA), Halogen (VIIA), Alkali (IA), Alkali Tanah (IIA), serta Unsur-Unsur Periode Ketiga. Selain itu, kita akan mempelajari reaksi kimia, cara pemurnian, serta kegunaan unsur-unsur tersebut dalam kehidupan sehari-hari.Gas Mulia (Noble Gas)Gas Mulia (Noble Gas) adalah bagian kecil dari atmosfer. Gas Mulia terletak pada Golongan VIIIA dalam sistem periodik. Gas mulia terdiri dari unsur Helium (He), Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Xenon (Xe), dan Radon (Rn). Keistimewaan unsur-unsur gas mulia adalah memiliki konfigurasi elektron yang sempurna (lengkap), dimana setiap kulit dan subkulit terisi penuh elektron. Dengan demikian, elektron valensi unsur gas mulia adalahdelapan(kecuali unsur Helium denganduaelektron valensi). Konfigurasi demikian menyebabkan gas mulia cenderung stabil dalam bentukmonoatomikdan sulit bereaksi dengan unsur lainnya.Keberadaan unsur-unsur Gas Mulia pertama kali ditemukan olehSir William Ramsey. Beliau adalah ilmuwan pertama yang berhasil mengisolasi gas Neon, Argon, Kripton, dan Xenon dari atmosfer. Beliau juga menemukan suatu gas yang diisolasi dari peluruhan mineral Uranium, yang mempunyai spektrum sama seperti unsur di matahari, yang disebut Helium. Helium terdapat dalam mineral radioaktif dan tercatat sebagai salah satu gas alam di Amerika Serikat. Gas Helium diperoleh dari peluruhan isotop Uranium dan Thorium yang memancarkan partikel . Gas Radon, yang semua isotopnya radioaktif dengan waktu paruh pendek, juga diperoleh dari rangkaian peluruhan Uranium dan Thorium.Saat mempelajari reaksi kimia dengan menggunakan gas PtF6yang sangat reaktif,N. Bartlettmenemukan bahwa dengan oksigen, akan terbentuk suatu padatan kristal [O2]+[PtF6]-. Beliau mencatat bahwa entalpi pengionan Xenon sama dengan O2. Dengan demikian, suatu reaksi yang analog diharapkan dapat terjadi. Ternyata, hal tersebut benar. Pada tahun 1962, beliau melaporkan senyawa pertama yang berhasil disintesis menggunakan Gas Mulia, yaitu padatan kristal merah dengan formula kimia [Xe]+[PtF6]-. Selanjutnya, berbagai senyawa Gas Mulia juga berhasil disintesis, diantaranya XeF2, XeF4, XeF6, XeO4, dan XeOF4.Seluruh unsur Gas Mulia merupakangas monoatomik. Dalam satu golongan, dari He sampai Rn, jari-jari atom meningkat. Dengan demikian,ukuran atom Gas Mulia meningkat, menyebabkan gaya tarik-menarik antar atom (Gaya London) semakin besar. Hal ini mengakibatkan kenaikan titik didih unsur dalam satu golongan. Sementara energi ionisasi dalam satu golongan menurun dari He sampai Rn. Hal ini menyebabkan unsur He, Ne, dan Ar tidak dapat membentuk senyawa (energi ionisasinya sangat tinggi), sementara unsur Kr dan Xe dapat membentuk senyawa (energi ionisasinya relatif rendah dibandingkan Gas Mulia lainnya). Gas Argon merupakan Gas Mulia yang paling melimpah di atmosfer (sekitar 0,934% volume udara), sedangkan Gas Helium paling melimpah di jagat raya (terlibat dalam reaksi termonuklir pada permukaan matahari). (klik di sini untuk melihat sifat Gas Mulia dalam Tabel Periodik)Gas Neon, Argon, Kripton, dan Xenon diperoleh denganfraksionasi udara cair. Gas-gas tersebut pada dasarnya bersifatinert (stabil/lembam), sebab kereaktifan kimianya yang rendah, sebagai konsekuensi dari konfigurasi elektron yang lengkap. Kegunaan utama gas Helium adalah sebagai cairan dalam krioskopi. Gas Argon digunakan untuk menyediakan lingkungan yanginertdalam peralatan laboratorium, dalam pengelasan, dan dalam lampu listrik yang diisi gas. Sementara gas Neon digunakan untuk tabung sinar pemutusan muatan.Halogen (Halogen)Unsur Halogen (Golongan VIIA) adalah unsur-unsur nonlogam yang reaktif. Halogen terdiri dari unsur Fluor (F), Klor (Cl), Brom (Br), Iod (I), dan Astatin (At). Astatin adalah unsur radioaktif dengan waktu hidup (life time) yang sangat singkat dan mudah meluruh menjadi unsur lain. Dalam pembahasan ini, kita hanya akan membicarakan empat unsur pertama Halogen. Secara umum, unsur Halogen bersifat toksik dan sangat reaktif. Toksisitas dan reaktivitas Halogen menurun dari Fluor sampai Iod. (klik di sini untuk melihat sifat Halogen dalam Tabel Periodik)Dalam satu golongan, dari Fluor sampai Iod, jari-jari atom meningkat. Akibatnya, interaksi antar atom semakin kuat, sehingga titik didih dan titik leleh pun meningkat. Dalam keadaan standar (tekanan 1 atm dan temperatur 25C), Fluor adalah gas berwarna kekuningan, Klor adalah gas berwarna hijau pucat, Brom adalah cairan berwarna merah kecoklatan, dan Iod adalah padatan berwarna ungu-hitam. Energi ionisasi menurun dalam satu golongan , demikian halnya keelektronegatifan dan potensial standar reduksi (Ered). Ini berarti, Flour paling mudah tereduksi (oksidator kuat), sedangkan Iod paling sulit tereduksi (oksidator lemah).Beberapa keistimewaan unsur Fluor yang tidak dimiliki unsur Halogen lainnya adalah sebagai berikut :1. Fluor adalah unsur yang paling reaktif dalam Golongan Halogen. Hal ini terjadi akibat energi ikatan F-F yang relatif rendah (150,6 kJ/mol) dibandingkan energi ikatan Cl-Cl (242,7 kJ/mol) maupun Br-Br (192,5 kJ/mol). Sebagai tambahan, ukuran atom F yang kecil menyebabkan munculnya tolakan yang cukup kuat antarlone pairF-F, sehingga ikatan F-F tidak stabil dan mudah putus. Hal ini tidak terjadi pada ikatan Cl-Cl maupun Br-Br sehingga keduanya relatif stabil dibandingkan ikatan F-F.2. Senyawa Hidrogen Fluorida (HF) memiliki titik didih tertinggi akibat adanyaikatan Hidrogen. Sementara senyawa halida lainnya (HCl, HBr, dan HI) memiliki titik didih yang relatif rendah.3. Hidrogen Fluorida (HF) adalahasam lemah, sedangkan asam halida lainnya (HCl, HBr, dan HI) adalahasam kuat.4. Gas Fluor dapat bereaksi dengan larutan natrium hidroksida (NaOH) membentukoksigen difluoridayang dapat dinyatakan dalam persamaan reaksi berikut :2 F2(g)+ 2 NaOH(aq)> 2 NaF(aq)+ H2O(l)+OF2(g)Sementara itu, reaksi yang analog juga terjadi pada Klor dan Brom, dengan produk yang berbeda. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Cl2(g)+ 2 NaOH(aq)> NaCl(aq)+ NaOCl(aq)+ H2O(l)Br2(l)+ 2 NaOH(aq)> NaBr(aq)+ NaOBr(aq)+ H2O(l)Kedua reaksi di atas dikenal dengan istilahReaksi Disproporsionasi (Autoredoks). Iod tidak dapat bereaksi dalam kondisi ini5. Senyawa Perak Fluorida (AgF) mudah larut dalam air, sedangkan perak halida lainnya (AgCl, AgBr, dan AgI) sukar larut dalam air.Unsur Halogen membentuk berbagai variasi senyawa. Dalam keadaan standar, unsur bebas Halogen membentuk molekul diatomik (F2, Cl2, Br2, I2). Oleh karena kereaktifannya yang besar, Halogen jarang ditemukan dalam keadaan bebas. Halogen umumnya ditemukan dalam bentuk senyawa. Halogen yang ditemukan dalam air laut berbentuk halida (Cl-, Br-, dan I-). Sementara di kerak bumi, halogen berikatan dalam mineral, sepertiFluorite (CaF2)dankriolit (Na3AlF6).Antar Halogen dapat mengalami reaksi kimia. Oleh karenakekuatan oksidatormenurun dari Fluor sampai Iod,Halogen dapat mengoksidasi Ion Halida yang terletak di bawahnya(displacement reaction). Dengan demikian, reaksi yang terjadi antar Halogen dapat disimpulkan dalam beberapa pernyataan di bawah ini :1. F2dapat mengoksidasi Cl-menjadi Cl2, Br-menjadi Br2, serta I-menjadi I2.2. Cl2dapat mengoksidasi Br-menjadi Br2, serta I-menjadi I2. Cl2tidak dapat mengoksidasi F-menjadi F2.3. Br2dapat mengoksidasi I-menjadi I2. Br2tidak dapat mengoksidasi F-menjadi F2maupun Cl-menjadi Cl2.4. I2tidak dapat mengokisdasi F-menjadi F2, Cl-menjadi Cl2, serta Br-menjadi Br2.Gas F2dapat diperoleh dari elektrolisis cairan (bukan larutan) Hidrogen Fluorida yang diberi sejumlah padatan Kalium Fluorida untuk meningkatkan konduktivitas pada temperatur di atas 70C. Di katoda, ion H+akan tereduksi menjadi gas H2, sedangkan di anoda, ion Fakan teroksidasi menjadi gas F2.Gas Cl2dapat di peroleh melalui elektrolisis lelehan NaCl maupun elektrolisis larutan NaCl. Melalui kedua elektrolisis tersebut, ion Cl-akan teroksidasi membentuk gas Cl2di anoda. Gas Cl2juga dapat diperoleh melalui prosesklor-alkali, yaitu elektrolisis larutan NaCl pekat (brine). Reaksi yang terjadi pada elektrolisisbrineadalah sebagai berikut :2 NaCl(aq)+ 2 H2O(l)> 2 NaOH(aq)+ H2(g)+ Cl2(g)Di laboratorium, unsur Klor, Brom, dan Iod dapat diperoleh melalui reaksi alkali halida (NaCl, NaBr, NaI) dengan asam sulfat pekat yang dipercepat dengan penambahan MnO2sebagai katalis. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :MnO2(s)+ 2 H2SO4(aq)+ 2 NaCl(aq)> MnSO4(aq)+ Na2SO4(aq)+ 2 H2O(l)+ Cl2(g)MnO2(s)+ 2 H2SO4(aq)+ 2 NaBr(aq)> MnSO4(aq)+ Na2SO4(aq)+ 2 H2O(l)+ Br2(l)MnO2(s)+ 2 H2SO4(aq)+ 2 NaI(aq)> MnSO4(aq)+ Na2SO4(aq)+ 2 H2O(l)+ I2(s)Halida dibedakan menjadi dua kategori, yaitu halida ionik dan halida kovalen. Fluorida dan klorida dari unsur logam, terutama unsur Alkali dan Alkali Tanah (kecuali Berilium) merupakan halida ionik. Sementara, flurida dan klorida dari unsur nonlogam, seperti Belerang dan Fosfat merupakan halida kovalen. Bilangan oksidasi Halogen bervariasi dari -1 hingga +7 (kecuali Fluor). Unsur Fluor yang merupakan unsur dengan keelektronegatifan terbesar di alam, hanya memiliki bilangan oksidasi 0 (F2) dan -1 (fluorida).Halogen dapat bereaksi dengan Hidrogen menghasilkan Hidrogen Halida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :X2(g)+ H2(g)> 2 HX(g)X = F, Cl, Br, atau IReaksi ini (khususnya pada F2dan Cl2)menimbulkan ledakan hebat (sangat eksotermis). Oleh karena itu, reaksi tersebut jarang digunakan di industri. Sebagai pengganti, hidrogen halida dapat dihasilkan melalui reaksiklorinasi hidrokarbon. Sebagai contoh :C2H6(g)+ Cl2(g)> C2H5Cl(g)+ HCl(g)Di laboratorium, hidrogen halida dapat diperoleh melalui reaksi antara logam halida dengan asam sulfat pekat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :CaF2(s)+ H2SO4{aq)> 2 HF(g)+ CaSO4(s)2 NaCl(s)+ H2SO4(aq)-> 2 HCl(g)+ Na2SO4(aq)Hidrogen Bromida dan Hidrogen Iodida tidak dapat dihasilkan melalui cara ini, sebab akan terjadi reaksi oksidasi (H2SO4adalah oksidator kuat) yang menghasilkan Brom dan Iod. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :2 NaBr(s)+ 2 H2SO4(aq)> Br2(l)+ SO2(g)+ Na2SO4(aq)+ 2 H2O(l)Hidrogen Bromida dapat dibuat melalui beberapa reaksi berikut :P4(s)+ 6 Br2(l)> 4 PBr3(l)PBr3(l)+ 3 H2O(l)> 3 HBr(g)+ H3PO3(aq)Hidrogen Iodida dapat diperoleh dengan cara serupa.Hidrogen Fluorida memiliki kereaktifan yang tinggi. Senyawa ini dapat bereaksi dengan silika melalui persamaan reaksi berikut :6 HF(aq)+ SiO2(s)> H2SiF6(aq)+ 2 H2O(l)Hidrogen Fluorida juga digunakan dalam proses pembuatan gasFreon. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :CCl4(l)+ HF(g)> CCl3F(g)+ HCl(g)CCl3F(g)+ HF(g)> CCl2F2(g)+ HCl(g)Larutan Hidrogen Halida bersifat asam. Urutan kekuatan asam halida adalah HF HCl(aq)+ HClO(aq)Ion OCl-yang dihasilkan dari reaksi tersebut berperan sebagai agen desinfektan yang membunuh kuman dalam air.Metana yang terklorinasi, sepertiKarbon Tetraklorida (CCl4)danKloroform (CHCl3)digunakan sebagai pelarut senyawa organik. Klor juga digunakan dalam pembuatan insektisida, seperti DDT. Akan tetapi, penggunaan DDT dapat mencemari lingkungan, sehingga kini penggunaannya dilarang atau dibatasi sesuai dengan Undang-Undang Lingkungan. Klor juga digunakan sebagai bahan baku pembuatanpoli vinil klorida(PVC).Senyawa Bromida ditemukan di air laut (ion Br-). Brom digunakan sebagai bahan dasar pembuatan senyawa Etilena Dibromida (BrCH2CH2Br), suatu insektisida. Senyawa ini sangat karsinogenik. Di samping itu, Brom juga dapat bereaksi dengan Perak menghasilkan senyawa Perak Bromide (AgBr) yang digunakan dalam lembaran film fotografi.Iod jarang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Larutan Iod dalam alkohol (50% massa) sering digunakan di dunia medis sebagai zat antiseptik. Iod juga merupakan salah satu komponen dari hormontiroid. Defisiensi Iod dapat mengakibatkan pembengkakan kelenjar gondok.Alkali (Alkali)Logam Alkali (Golongan IA) adalah unsur yang sangat elektropositif (kurang elektronegatif). Umumnya, logam Alkali berupa padatan dalam suhu ruang. Unsur Alkali terdiri dari Litium (Li), Natrium (Na), Kalium (K), Rubidium (Rb), Sesium (Cs), dan Fransium (Fr). Fransium jarang dipelajari sebagai salah satu anggota unsur Golongan IA, sebab Fransium adalah unsur radioaktif yang tidak stabil dan cenderung meluruh membentuk unsur baru lainnya. Dari konfigurasi elektron unsur, masing-masing memiliki satu elektron valensi . Dengan demikian, unsur Alkali cenderung membentuk ion positif bermuatan satu (M+). (klik di sini untuk melihat sifat Alkali dalam Tabel Periodik)Dalam satu golongan, dari Litium sampai Sesium, jari-jari unsur akan meningkat. Letak elektron valensi terhadap inti atom semakin jauh. Oleh sebab itu, kekuatan tarik-menarik antara inti atom dengan elektron valensi semakin lemah. Dengan demikian, energi ionisasi akan menurun dari Litium sampai Sesium. Hal yang serupa juga ditemukan pada sifat keelektronegatifan unsur .Secara umum, unsur Alkali memiliki titik leleh yang cukup rendah dan lunak, sehingga logam Alkali dapat diiris dengan pisau. Unsur Alkali sangat reaktif, sebab mudah melepaskan elektron (teroksidasi) agar mencapai kestabilan (konfigurasi elektron ion Alkali menyerupai konfigurasi elektron Gas Mulia). Dengan demikian, unsur Alkali jarang ditemukan bebas di alam. Unsur Alkali sering dijumpai dalam bentuk senyawanya. Unsur Alkali umumnya bereaksi dengan unsur lain membentuk senyawa halida, sulfat, karbonat, dan silikat.Natrium dan Kalium terdapat dalam jumlah yang melimpah di alam. Keduanya terdapat dalam mineral sepertialbite (NaAlSi3O8)danortoklas (KAlSi3O8). Selain itu, mineral lain yang mengandung Natrium dan Kalium adalahhalite (NaCl),Chile saltpeter (NaNO3), dansilvit (KCl).Logam Natrium dapat diperoleh dari elektrolisis lelehan NaCl (proses Down). Titik leleh senyawa NaCl cukup tinggi (801C), sehingga diperlukan jumlah energi yang besar untuk melelehkan padatan NaCl. Dengan menambahkan zat aditif CaCl2, titik leleh dapat diturunkan menjadi sekitar 600C, sehingga proses elektrolisis dapat berlangsung lebih efektif tanpa pemborosan energi.Sebaliknya, logam Kalium tidak dapat diperoleh melalui metode elektrolisis lelehan KCl. Logam Kalium hanya dapat diperoleh melalui reaksi antara lelehan KCl dengan uap logan Natrium pada suhu 892C. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Na(g)+ KCl(l) NaCl(l)+ K(g)Natrium dan Kalium adalah unsur logam yang sangat reaktif. Logam Kalium lebih reaktif dibandingkan logam Natrium. Kedua logam tersebut dapat berekasi dengan air membentuk hidroksida. Saat direaksikan dengan oksigen dalam jumlah terbatas, Natrium dapat membentukoksidanya (Na2O). Namun, dalam jumlah oksigen berlebih, Natrium dapat membentuk senyawaperoksida(Na2O2).2 Na(s)+ O2(g)> Na2O2(s)Natrium peroksida bereaksi dengan air menghasilkan larutan hidroksida dan hidrogen peroksida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Na2O2(s)+ 2 H2O(l)> 2 NaOH(aq)+ H2O2(aq)Sama seperti Natrium, logam Kalium dapat membentukperoksidasaat bereaksi dengan oksigen berlebih. Selain itu, logam Kalium juga membentuksuperoksidasaat dibakar di udara. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :K(s)+ O2(g)> KO2(s)Saat Kalium Superoksida dilarutkan dalam air, akan dibentuk gas oksigen. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :2 KO2(s)+ 2 H2O(l)> 2 KOH(aq)+ O2(g)+ H2O2(aq)Unsur Natrium dan Kalium berperan penting dalam mengatur keseimbangan cairan dalam tubuh. Ion Natrium dan ion Kalium terdapat dalam cairan intraseluler dan ekstraseluler. Keduanya berperan penting dalam menjaga tekanan osmosis cairan tubuh serta mempertahankan fungsi enzim dalam mengkatalisis reaksi biokimia dalam tubuh.Natrium Karbonat (soda abu) digunakan dalam industri pengolahan air dan industri pembuatan sabun, detergen, obat-obatan, dan zat aditif makanan. Selain itu, Natrium Karbonat digunakan juga pada industri gelas. Senyawa ini dibentuk melaluiproses Solvay. Reaksi yang terjadi padaproses Solvayadalah sebagai berikut :NH3(aq)+ NaCl(aq)+ H2CO3(aq)> NaHCO3(s)+ NH4Cl(aq)2 NaHCO3(s)> Na2CO3(s)+ CO2(g)+ H2O(g)Sumber mineral lain yang mengandung senyawa Natrium Karbonat adalahtrona, dengan formula kimia [Na5(CO3)2(HCO3).2H2O]. Mineral ini ditemukan dalam jumlah besar di Wyoming, Amerika Serikat. Ketika mineraltronadipanaskan, akan terjadi reaksi penguraian sebagai berikut :2 Na5(CO3)2(HCO3).2H2O(s)> 5 Na2CO3(s)+ CO2(g)+ 3 H2O(g)Natrium Hidroksida dan Kalium Hidroksida masing-masing diperoleh melalui elektrolisis larutan NaCl dan KCl. Kedua hidroksida ini merupakan basa kuat dan mudah larut dalam air. Larutan NaOH digunakan dalam pembuatan sabun . Sementara itu, larutan KOH digunakan sebagai larutan elektrolit pada beberapa baterai (terutama baterai merkuri).Chile saltpeter(Natrium Nitrat) terurai membentuk gas oksigen pada suhu 500C. Reaksi penguraian yang terjadi adalah sebagai berikut :2 NaNO3(s)> 2 NaNO2(s)+ O2(g)Kalium Nitrat (saltpeter) dapat dibuat melalui reaksi berikut :KCl(aq)+ NaNO3(aq)> KNO3(aq)+ NaCl(aq)Alkali Tanah (Alkaline Earth)Unsur Alkali Tanah mempunyai sifat yang menyerupai unsur Alkali. Unsur Alkali Tanah umumnya merupakan logam, cenderung membentuk ion positif, dan bersifat konduktif, baik termal maupun elektrik. Unsur Alkali Tanah kurang elektropositif (lebih elektronegatif) dan kurang reaktif bila dibandingkan unsur Alkali. Semua unsur Golongan IIA ini memiliki sifat kimia yang serupa, kecuali Berilium (Be). Yang termasuk unsur Golongan IIA adalah Berilium (Be), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), Stronsium (Sr), Barium (Ba), dan Radium (Ra). Radium jarang dipelajari sebagai salah satu anggota unsur Golongan IIA, sebab Radium adalah unsur radioaktif yang tidak stabil dan cenderung meluruh membentuk unsur baru lainnya. Konfigurasi elektron menunjukkan unsur-unsur Golongan IIA memiliki dua elektron valensi. Dengan demikian, untuk mencapai kestabilan, unsur Golongan IIA melepaskan dua elektron membentuk ion bermuatan positif dua (M2+). (klik di sini untuk melihat sifat Alkali Tanah dalam Tabel Periodik)Dalam satu golongan, dari Berilium sampai Barium, jari-jari unsur meningkat. Peningkatan ukuran atom diikuti dengan peningkatan densitas unsur. Sebaliknya, energi ionisasi dan keelektronegatifan berkurang dari Berilium sampai Radium. Semakin besar jari-jari unsur, semakin mudah unsur melepaskan elektron valensinya. Potensial standar reduksi (Ered) menurun dalam satu golongan. Hal ini menunjukkan bahwa kekuatan reduktor meningkat dalam satu golongan dari Berilium sampai Barium.Magnesium adalah unsur yang cukup melimpah di kerak bumi (urutan keenam, sekitar 2,5% massa kerak bumi). Beberapa bijih mineral yang mengandung logam Magnesium, antara lainbrucite, Mg(OH)2,dolomite (CaCO3.MgCO3), danepsomite (MgSO4.7H2O). Air laut merupakan sumber Magnesium yang melimpah (1,3 gram Magnesium per kilogram air laut). Magnesium diperoleh melalui elektrolisis lelehan MgCl2.Magnesium tidak bereaksi dengan air dingin. Magnesium hanya bereaksi dengan air panas (uap air). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Mg(s)+ H2O(g)> MgO(s)+ H2(g)Magnesium juga bereaksi dengan udara membentuk Magnesium Oksida dan Magnesium Nitrida. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :2 Mg(s)+ O2(g)> 2 MgO(s)3 Mg(s)+ N2(g)> Mg3N2(s)Magnesium Oksida bereaksi lambat dengan air menghasilkan Magnesium Hidroksida (milk of magnesia), yang digunakan sebagai zat aktif untuk menetralkan asam lambung berlebih. Reaksi pembentukanmilk of magnesiaadalah sebagai berikut :MgO(s)+ H2O(l)> Mg(OH)2(s)Hidroksida dari Magnesium merupakan basa kuat. Semua unsur Golongan IIA membentuk basa kuat, kecuali Be(OH)2yang bersifat amfoter. Senyawa bikarbonat, MgHCO3(maupun CaHCO3), menyebabkan kesadahan air sementara (dapat dihilangkan dengan cara pemanasan).Logam Magnesium terutama digunakan dalam bidang konstruksi. Sifatnya yang ringan menjadikannya sebagai pilihan utama dalam pembentukanalloy(paduan logam). Logam Magnesium juga digunakan dalam proteksi katodik untuk mencegah logam besi dari korosi (perkaratan), reaksi kimia organik (reaksi Grignard), dan sebagai elektroda baterai . Sementara itu, dalam sistem kehidupan, ion Mg2+ditemukan dalam klorofil (zat hijau daun) tumbuhan dan berbagai enzim pada organisme yang mengkatalisis reaksi biokimia penunjang kehidupan.Kerak bumi mengandung 3,4 persen massa unsur Kalsium. Kalsium dapat ditemukan dalam berbagai senyawa di alam, sepertilimestone, kalsit,danbatu gamping (CaCO3);dolomite (CaCO3.MgCO3);gypsum (CaSO4.2H2O); danfluorite (CaF2). Logam Kalsium dapat diperoleh melalui elektrolisis lelehan CaCl2.Kalsium (sama seperti Stronsium dan Barium) dapat bereaksi dengan air dingin membentuk hidroksida, Ca(OH)2. Senyawa Ca(OH)2ini dikenal dengan istilahslaked limeatauhydrate lime. Reaksi tersebut jauh lebih lambat bila dibandingkan reaksi logam Alkali dengan air.Ca(s)+ 2 H2O(l)> Ca(OH)2(aq)+ H2(g)Kapur(lime), CaO, atau sering disebut dengan istilahquicklime, adalah salah satu material tertua yang dikenal manusia sejak zaman purba.Quicklimedapat diperoleh melalui penguraian termal senyawa Kalsium Karbonat. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :CaCO3(s)> CaO(s)+ CO2(g)Slaked limejuga dapatdihasilkan melalui reaksi antaraquicklimedengan air. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :CaO(s)+ H2O(l)> Ca(OH)2(aq)Quicklimedigunakan pada industri metalurgi sebagai zat aktif untuk menghilangkan SO2pada bijih mineral. Sementaraslaked limedigunakan dalam pengolahan air bersih. Logam Kalsium digunakan sebagai agen penarik air (dehydrating agent) pada pelarut organik. Unsur Kalsium merupakan komponen utama penyusun tulang dan gigi. Ion kalsium dalam tulang dan gigi terdapat dalam senyawa kompleks garam fosfat, yaituhidroksiapatit (Ca5(PO4)3OH). Ion Kalsium juga berfungsi sebagai kofaktor berbagai enzim, faktor penting dalam proses pembekuan darah, kontraksi otot, dan transmisi sinyal sistem saraf pusat.Untuk membedakan unsur-unsur Golongan IIA, dapat dilakukan pengujian kualitatif melalui tes nyala. Saat masing-masing unsur dibakar dengan pembakar Bunsen, akan dihasilkan warna nyala yang bervariasi.Magnesiummenghasilkan nyala berwarnaputih terang,Kalsiummenghasilkan nyala berwarnamerah bata,Stronsiummenghasilkan nyala berwarnamerah terang, sedangkanBarium menghasilkan nyala berwarnahijau.Garam yang terbentuk dari unsur Golongan IIA merupakan senyawa kristalin ionik tidak berwarna. Garam tersebut dapat dibentuk melalui reaksi logam, oksida logam, atau senyawa karbonat dengan asam. Berikut ini adalah contoh beberapa reaksi pembentukan garam :1. Mg(s)+ 2 HCl(aq)> MgCl2(aq)+ H2(g)2. MgO(s)+ 2 HCl(aq)> MgCl2(aq)+ H2O(l)3. MgCO3(s)+ 2 HCl(aq)> MgCl2(aq)+ H2O(l)+ CO2(g)Senyawa nitrat mengalami penguraian termal membentuk oksida logam, nitrogen dioksida, dan gas oksigen. Sebagai contoh :2 Mg(NO3)2(s)> 2 MgO(s)+ 4 NO2(g)+ O2(g)Senyawa karbonat mengalami penguraian termal membentuk oksida logam dan gas karbon dioksida. Sebagai contoh :BaCO3(s)> BaO(s)+ CO2(g)Unsur-Unsur Periode Ketiga (Periode 3 Elements)Unsur-unsur periode ketiga memiliki sifat kimia dan sifat fisika yang bervariasi. Unsur-unsur yang terdapat pada periode ketiga adalah Natrium (Na), Magnesium (Mg), Aluminium (Al), Silikon (Si), Fosfor (P), Belerang (S), Klor (Cl), dan Argon (Ar). Dari kiri (Natrium) sampai kanan (Argon), jari-jari unsur menyusut, sedangkan energi ionisasi, afinitas elektron, dan keelektronegatifan meningkat. Selain itu, terjadi perubahan sifat unsur dari logam (Na, Mg, Al) menjadi semilogam/metaloid (Si), nonlogam (P, S, Cl), dan gas mulia (Ar). Unsur logam umumnya membentuk struktur kristalin, sedangkan unsur semilogam/metaloid membentuk struktur molekul raksasa (makromolekul). Sementara, unsur nonlogam cenderung membentuk struktur molekul sederhana. Sebaliknya, unsur gas mulia cenderung dalam keadaan gas monoatomik. Variasi inilah yang menyebabkan unsur periode ketiga dapat membentuk berbagai senyawa dengan sifat yang berbeda. (klik di sini untuk melihat sifat Unsur Periode Ketiga dalam Tabel Periodik)Unsur-unsur periode ketiga dapat membentuk oksida melalui reaksi pembakaran dengan gas oksigen. Reaksi yang terjadi pada masing-masing unsur adalah sebagai berikut :1. Natrium OksidaNatrium mengalami reaksi hebat dengan oksigen. Logam Natrium yang terpapar di udara dapat bereaksi spontan dengan gas oksigen membentuk oksida berwarna putih yang disertai nyala berwarna kuning.4 Na(s)+ O2(g)> 2 Na2O(s)2. Magnesium OksidaMagnesium juga bereaksi hebat dengan udara (terutama gas oksigen) menghasilkan nyala berwarna putih terang yang disertai dengan pembentukan oksida berwarna putih.2 Mg(s)+ O2(g)> 2 MgO(s)3. Aluminium OksidaOksida ini berfungsi mencegah (melindungi) logam dari korosi. Oksida ini berwarna putih.4 Al(s)+ 3 O2(g)> 2 Al2O3(s)4. Silikon Oksida (Silika)Si(s)+ O2(g)> SiO2(s)5. Fosfor (V) OksidaFosfor mudah terbakar di udara. Ketika terdapat gas oksigen dalam jumlah berlebih, oksida P4O10yang berwarna putih akan dihasilkan.P4(s)+ 5 O2(g)> P4O10(s)6. Belerang Dioksida dan Belerang TrioksidaPadatan Belerang mudah terbakar di udara saat dipanaskan dan akan menghasilkan gas Belerang Dioksida (SO2). Oksida ini dapat direaksikan lebih lanjut dengan gas oksigen berlebih yang dikatalisis oleh Vanadium Pentaoksida (V2O5) untuk menghasilkan gas Belerang Trioksida (SO3).S(s)+ O2(g)>SO2(g)2 SO2(g)+ O2(g)> 2SO3(g)7. Klor (VII) Oksida2 Cl2(g)+ 7 O2(g)> 2 Cl2O7(g)Selain dapat membentuk oksida, unsur-unsur periode ketiga juga dapat membentuk senyawa halida. Senyawa tersebut terbentuk saat unsur direaksikan dengan gas klor. Reaksi yang terjadi pada masing-masing unsur adalah sebagai berikut :1. Natrium KloridaNatrium direaksikan dengan gas klor akan menghasilkan endapan putih NaCl.2 Na(s)+ Cl2(g)> 2 NaCl(s)2. Magnesium KloridaSama seperti Natrium, logam Magnesium pun dapat bereaksi dengan gas klor membentuk endapan putih Magnesium Klorida.Mg(s)+ Cl2(g)> MgCl2(s)3. Aluminium KloridaKetika logam Aluminium direaksikan dengan gas klor, akan terbentuk endapan putih AlCl3.2 Al(s)+ 3 Cl2(g)> 2 AlCl3(s)Dalam bentuk uap, senyawa ini akan membentuk dimer Al2Cl6.4. Silikon (IV) KloridaSenyawa ini merupakan cairan yang mudah menguap. Senyawa ini dihasilkan dari reaksi padatan Silikon dengan gas klor.Si(s)+ 2 Cl2(g)> SiCl4(l)5. Fosfor (III) Klorida dan Fosfor (V) KloridaFosfor (III) Klorida merupakan cairan mudah menguap tidak berwarna yang dihasilkan saat Fosfor bereaksi dengan gas klor tanpa pemanasan. Saat jumlah gas klor yang digunakan berlebih, senyawa ini dapat bereaksi kembali dengan gas klor berlebih membentuk senyawa Fosfor (V) Klorida, suatu padatan berwarna kuning.P4(s)+ 6 Cl2(g)> 4 PCl3(l)Saat jumlah gas klor yang digunakan berlebih, akan terjadi reaksi berikut :PCl3(l)+ Cl2(g)> PCl5(s)6. Belerang (II) OksidaS(s)+ Cl2(g)> SCl2(s)Reaksi antara logam Natrium dan Magnesium dengan air adalah reaksiredoks. Dalam reaksi ini, unsur logam mengalami oksidasi dan dihasilkan gas hidrogen. Larutan yang dihasilkan bersifatalkali (basa). Logam Natrium lebih reaktif dibandingkan logam Magnesium, sehingga larutan NaOH bersifat lebih basa dibandingkan larutan Mg(OH)2.Padatan NaOH lebih mudah larut dalam air dibandingkan padatan Mg(OH)2.Oksida dari logam Natrium dan Magnesium merupakan senyawa ionik dengan struktur kristalin. Saat dilarutkan dalam air, masing-masing oksida akan menghasilkan larutan basa. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa oksida logam dalam air menghasilkan larutan basa.Na2O(s)+ H2O(l)> 2 NaOH(aq)MgO(s)+ H2O(l)> Mg(OH)2(aq)Aluminium Oksida memiliki struktur kristalin dan memiliki sifat kovalen yang cukup signifikan. Dengan demikian, senyawa ini dapat membentuk ikatan antarmolekul (intermediate bonding). Senyawa ini sukar larut dalam air.Fosfor (V) Oksida merupakan senyawa kovalen. Senyawa ini dapat bereaksi dengan air membentuk asam fosfat. Asam fosfat merupakan salah satu contoh larutan asam lemah dengan pH berkisar antara 2 hingga 4. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :P4O10(s)+ 6 H2O(l)> 4 H3PO4(aq)Belerang Dioksida dan Belerang Trioksida mempunyai struktur molekul kovalen sederhana. Masing-masing dapat bereaksi dengan air membentuk larutan asam.SO2(g)+ H2O(l)> H2SO3(aq)SO3(g)+ H2O(l)> H2SO4(aq)Dengan demikian, senyawa oksida yang dihasilkan dari unsur periode ketiga dapat dikelompokkan menjadi tiga kategori, yaitu :1. Oksida Logam (di sebelah kiri Tabel Periodik) memiliki struktur ionik kristalin dan bereaksi dengan air menghasilkan larutan basa.Oksida Logam merupakan oksida basa, yang dapat bereaksi dengan asam membentuk garam.MgO(s)+ H2SO4(aq)> MgSO4(aq)+ H2O(l)2. Oksida Nonlogam (di sebelah kanan Tabel Periodik) memiliki struktur molekul kovelen sederhana dan bereaksi dengan air menghasilkan larutan asam.Oksida nonlogam merupakan oksida asam, yang dapat bereaksi dengan basa membentuk garam.SO3(g)+ MgO(s)> MgSO4(s)3. Oksida Amfoterik (di tengah Tabel Periodik) memiliki sifat asam dan basa sekaligus.Oksida tersebut dapat bereaksi dengan asam maupun basa.Al2O3(s)+ 6 HCl(aq)> 2 AlCl3(aq)+ 3 H2O(l)Al2O3(s)+ 6 NaOH(aq)+ 3 H2O(l)> 2 Na3Al(OH)6(aq)Natrium Klorida dan Magnesium Klorida merupakan senyawa ionik dengan struktur kristalin yang teratur. Saat dilarutkan dalam air, kedua senyawa tersebut menghasilkan larutan netral (pH = 7). Sementara itu, Aluminium Klorida membentuk struktur dimernya, yaitu Al2Cl6(untuk mencapai konfigurasi oktet). Senyawa dimer ini larut dalam air.Al2Cl6(s)+ 12 H2O(l)> 2 [Al(H2O)6]3+(aq)+ 6 Cl-(aq)Cairan Silikon (IV) Klorida dan gas PCl5merupakan molekul kovalen sederhana. Masing-masing senyawa bereaksi hebat dengan air membentuk gas HCl. Reaksi ini dikenal dengan istilahhidrolisis. Larutan yang terbentuk bersifat asam. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :SiCl4(l)+ 2 H2O(l)> SiO2(s)+ 4 HCl(g)PCl5(s)+ 4 H2O(l)> H3PO4(aq)+ 5 HCl(g)Dengan demikian, senyawa halida yang dibentuk dari unsur periode ketiga dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :1. Logam Klorida ( di sebelah kiri Tabel Periodik) memiliki struktur kristalin ionikdan mudah bereaksi dengan air membentuk larutan netral.Logam Klorida bersifat netral.2. Nonlogam Klorida (di sebelah kanan Tabel Periodik) memiliki struktur molekul kovalen sederhana dan bereaksi dengan air menghasilkan larutan asam.Nonlogam Klorida bersifat asam.Referensi:Andy. 2009. Pre-College Chemistry.Cotton, F. Albert dan Geoffrey Wilkinson. 1989. Kimia Anorganik Dasar. Jakarta: Penerbit UI PressChang, Raymond. 2007. Chemistry Ninth Edition. New York: Mc Graw Hill.Ratcliff, Brian, dkk. 2006. AS Level and A Level Chemistry. Dubai: Oriental Press.Moore, John T. 2003.Kimia For Dummies. Indonesia: Pakar Raya.Tag:Alkali,Alkali Tanah,Asam,Asam Oksi,Atmosfer,Autoredoks,Basa,Brine,Chemistry for Grade XII Students,Chile Saltpeter,Diatomik,Displacement Reaction,Disproporsionasi,Duplet,Elektrolisis Larutan,Elektrolisis Lelehan,Fraksionasi Udara Cair,Gas Mulia,Halida Asam,Halida Ionik,Halida Kovalen,Halida Netral,Halogen,Hidrogen Halida,Hidrolisis,Inert,Katalis,Kesadahan Air,Klorinasi,Logam,Milk of Magnesia,Monoatomik,N. Bartlett,Nitrida,Nonlogam,Oksida,Oksida Amfoter,Oksida Asam,Oksida Basa,Oksidator,Oktet,Penguraian Termal,Peroksida,Potensial Standar Reduksi,Proses Down,Proses Solvay,Radioaktif,Reaksi Penggaraman,Reaktivitas,Reduktor,Senyawa Gas Mulia,Sir William Ramsey,Superoksida,Titik Didih,Toksisitas,Uji Nyala,Unsur Periode KetigaDitulis dalamMateri Pembelajaran Kimia SMU|3 Comments Elektrokimia II : SelElektrolisis10 September 2009Dalam tulisan ini, kita akan mempelajari tentang reaksi-reaksi sel elektrolisis (aspek kualitatif). Kemudian kita akan menghitung massa endapan logam dan volume gas yang dihasilkan dari reaksi elektrolisis (aspek kuantitatif). Kita juga akan mempelajari pengaruh besarnya arus listrik terhadap kuantitas produk elektrolisis yang dihasilkan.Sel Elektrolisisadalah sel yang menggunakan arus listrik untuk menghasilkan reaksi redoks yang diinginkan dan digunakan secara luas di dalam masyarakat kita. Baterai aki yang dapat diisi ulang merupakan salah satu contoh aplikasi sel elektrolisis dalam kehidupan sehari-hari (lihat Elektrokimia I : Penyetaraan Reaksi Redoks dan Sel Volta). Baterai aki yang sedang diisi kembali (recharge) mengubah energi listrik yang diberikan menjadi produk berupa bahan kimia yang diinginkan. Air, H2O, dapat diuraikan dengan menggunakan listrik dalam sel elektrolisis. Proses ini akan mengurai air menjadi unsur-unsur pembentuknya. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut : 2 H2O(l)> 2 H2(g)+ O2(g)Rangkaiansel elektrolisishampir menyerupaisel volta. Yang membedakansel elektrolisisdarisel voltaadalah, padasel elektrolisis, komponenvoltmeterdiganti dengansumber arus (umumnya baterai). Larutan atau lelehan yang ingin dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah. Selanjutnya, elektroda dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis. Elektroda yang digunakan umumnya merupakan elektroda inert, seperti Grafit (C), Platina (Pt), dan Emas (Au). Elektroda berperan sebagai tempat berlangsungnya reaksi. Reaksireduksiberlangsung dikatoda, sedangkan reaksioksidasiberlangsung dianoda.Kutub negatif sumber arus mengarah pada katoda (sebab memerlukan elektron) dan kutub positif sumber arus tentunya mengarah pada anoda. Akibatnya,katodabermuatan negatif dan menarikkation-kationyang akantereduksimenjadi endapan logam. Sebaliknya,anodabermuatan positif dan menarikanion-anionyang akanteroksidasimenjadi gas. Terlihat jelas bahwa tujuan elektrolisis adalah untuk mendapatkan endapan logam di katoda dan gas di anoda.Ada dua tipe elektrolisis, yaituelektrolisis lelehan (leburan)danelektrolisis larutan. Pada proseselektrolisis lelehan,kation pasti tereduksi di katoda dan anion pasti teroksidasi di anoda. Sebagai contoh, berikut ini adalah reaksi elektrolisis lelehan garam NaCl (yang dikenal dengan istilahsel Downs) :Katoda (-) : 2 Na+(l)+ 2 e-> 2 Na(s).. (1)Anoda (+) : 2 Cl-(l)Cl2(g)+ 2 e-.. (2)Reaksi sel : 2 Na+(l)+ 2 Cl-(l)> 2 Na(s)+ Cl2(g).. [(1) + (2)]Reaksielektrolisis lelehan garam NaClmenghasilkan endapan logam natrium di katoda dan gelembung gas Cl2di anoda. Bagaimana halnya jikalelehan garam NaCldiganti denganlarutan garam NaCl? Apakah proses yang terjadi masih sama? Untuk mempelajari reaksielektrolisis larutan garam NaCl, kita mengingat kembaliDeret Volta(lihat Elektrokimia I : Penyetaraan Reaksi Redoks dan Sel Volta).Padakatoda, terjadi persaingan antara air dengan ion Na+. BerdasarkanTabel Potensial Standar Reduksi, air memilikiEredyang lebih besar dibandingkan ion Na+. Ini berarti, air lebih mudahtereduksidibandingkan ion Na+. Oleh sebab itu, spesi yang bereaksi dikatodaadalah air. Sementara, berdasarkanTabel Potensial Standar Reduksi, nilaiEredion Cl-dan air hampir sama. Oleh karena oksidasi air memerlukan potensial tambahan (overvoltage), makaoksidasi ion Cl-lebih mudah dibandingkan oksidasi air. Oleh sebab itu, spesi yang bereaksi dianodaadalah ion Cl-. Dengan demikian, reaksi yang terjadi padaelektrolisis larutan garam NaCladalah sebagai berikut :Katoda (-) : 2 H2O(l)+ 2 e-> H2(g)+ 2 OH-(aq).. (1)Anoda (+) : 2 Cl-(aq)> Cl2(g)+ 2 e-.. (2)Reaksi sel : 2 H2O(l)+ 2 Cl-(aq)> H2(g)+ Cl2(g)+ 2 OH-(aq). [(1) + (2)]Reaksielektrolisis larutan garam NaClmenghasilkan gelembung gas H2dan ion OH(basa) di katoda serta gelembung gas Cl2di anoda. Terbentuknya ion OH-pada katoda dapat dibuktikan dengan perubahan warna larutan dari bening menjadi merah muda setelah diberi sejumlah indikator fenolftalein (pp). Dengan demikian, terlihat bahwa produk elektrolisis lelehan umumnya berbeda dengan produk elektrolisis larutan.Selanjutnya kita mencoba mempelajari elektrolisis larutan Na2SO4. Padakatoda, terjadi persaingan antara air dan ion Na+. Berdasarakan nilaiEred, maka air yang akantereduksidikatoda. Di lain sisi, terjadi persaingan antara ion SO42-dengan air dianoda. Oleh karena bilangan oksidasiSpadaSO4-2telah mencapai keadaan maksimumnya, yaitu +6, maka spesi SO42-tidak dapat mengalami oksidasi. Akibatnya, spesi air yang akanteroksidasidianoda. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :Katoda (-) : 4 H2O(l)+ 4 e-> 2 H2(g)+ 4 OH-(aq).. (1)Anoda (+) : 2 H2O(l)> O2(g)+ 4 H+(aq)+ 4 e-.. (2)Reaksi sel : 6 H2O(l)> 2 H2(g)+ O2(g)+ 4 H+(aq)+ 4 OH-(aq).. [(1) + (2)]6 H2O(l)> 2 H2(g)+ O2(g)+ 4 H2O(l). [(1) + (2)]2 H2O(l)> 2 H2(g)+ O2(g).. [(1) + (2)]Dengan demikian, baik ion Na+maupun SO42-, tidak bereaksi. Yang terjadi justru adalah peristiwa elektrolisis air menjadi unsur-unsur pembentuknya. Hal yang serupa juga ditemukan pada proses elektrolisis larutan Mg(NO3)2dan K2SO4.Bagaimana halnya jika elektrolisis lelehan maupun larutan menggunakan elektroda yang tidak inert, seperti Ni, Fe, dan Zn? Ternyata, elektroda yang tidak inert hanya dapat bereaksi dianoda, sehingga produk yang dihasilkan dianodaadalah ion elektroda yang larut (sebab logam yang tidak inert mudah teroksidasi). Sementara, jenis elektroda tidak mempengaruhi produk yang dihasilkan dikatoda. Sebagai contoh, berikut adalah proses elektrolisis larutan garam NaCl dengan menggunakan elektroda Cu :Katoda (-) : 2 H2O(l)+ 2 e-> H2(g)+ 2 OH-(aq).. (1)Anoda (+) : Cu(s)> Cu2+(aq)+ 2 e-.. (2)Reaksi sel : Cu(s)+ 2 H2O(l)> Cu2+(aq)+ H2(g)+ 2 OH-(aq).. [(1) + (2)]Dari pembahasan di atas, kita dapat menarik beberapa kesimpulan yang berkaitan dengan reaksi elektrolisis :1. Baik elektrolisis lelehan maupun larutan, elektroda inert tidak akan bereaksi; elektroda tidak inert hanya dapat bereaksi di anoda2. Pada elektrolisis lelehan, kation pasti bereaksi di katoda dan anion pasti bereaksi di anoda3. Pada elektrolisis larutan, bila larutan mengandung ion alkali, alkali tanah, ion aluminium, maupun ion mangan (II), maka air yang mengalami reduksi di katoda4. Pada elektrolisis larutan, bila larutan mengandung ion sulfat, nitrat, dan ion sisa asam oksi, maka air yang mengalami oksidasi di anodaSalah satu aplikasi sel elektrolisis adalah pada proses yang disebutpenyepuhan. Dalam prosespenyepuhan, logam yang lebih mahal dilapiskan (diendapkan sebagai lapisan tipis) pada permukaan logam yang lebih murah dengan cara elektrolisis. Baterai umumnya digunakan sebagai sumber listrik selama prosespenyepuhanberlangsung. Logam yang ingin disepuh berfungsi sebagaikatodadan lempeng perak (logam pelapis) yang merupakan logam penyepuh berfungsi sebagaianoda. Larutan elektrolit yang digunakan harus mengandung spesi ion logam yang sama dengan logam penyepuh (dalam hal ini, ion perak). Pada proses elektrolisis, lempeng perak di anoda akan teroksidasi dan larut menjadi ion perak. Ion perak tersebut kemudian akan diendapkan sebagai lapisan tipis pada permukaan katoda. Metode ini relatif mudah dan tanpa biaya yang mahal, sehingga banyak digunakan pada industri perabot rumah tangga dan peralatan dapur.Setelah kita mempelajari aspek kualitatif reaksi elektrolisis, kini kita akan melanjutkan dengan aspek kuantitatif sel elektrolisis. Seperti yang telah disebutkan di awal, tujuan utama elektrolisis adalah untuk mengendapkan logam dan mengumpulkan gas dari larutan yang dielektrolisis. Kita dapat menentukan kuantitas produk yang terbentuk melalui konsep mol dan stoikiometri.Satuan yang sering ditemukan dalam aspek kuantitatif sel elektrolisis adalah Faraday (F). Faraday didefinisikan sebagai muatan (dalam Coulomb) mol elektron. Satu Faraday equivalen dengan satu mol elektron. Demikian halnya, setengah Faraday equivalen dengan setengah mol elektron. Sebagaimana yang telah kita ketahui, setiap satu mol partikel mengandung 6,02 x 1023partikel. Sementara setiap elektron mengemban muatan sebesar 1,6 x 10-19C. Dengan demikian :1 Faraday = 1 mol elektron = 6,02 x 1023partikel elektron x 1,6 x 10-19C/partikel elektron 1 Faraday = 96320 C (sering dibulatkan menjadi 96500 C untuk mempermudah perhitungan)Hubungan antara Faraday dan Coulomb dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :Faraday = Coulomb / 96500Coulomb = Faraday x 96500Coulomb adalah satuan muatan listrik. Coulomb dapat diperoleh melalui perkalian arus listrik (Ampere) dengan waktu (detik). Persamaan yang menunjukkan hubungan Coulomb, Ampere, dan detik adalah sebagai berikut :Coulomb = Ampere x DetikQ = I x tDengan demikian, hubungan antara Faraday, Ampere, dan detik adalah sebagai berikut :Faraday = (Ampere x Detik) / 96500Faraday = (I x t) / 96500Dengan mengetahui besarnya Faraday pada reaksi elektrolisis, maka mol elektron yang dibutuhkan pada reaksi elektrolisis dapat ditentukan. Selanjutnya, dengan memanfaatkan koefisien reaksi pada masing-masingsetengah reaksidi katoda dan anoda, kuantitas produk elektrolisis dapat ditemukan.Berikut ini adalah beberapa contoh soal aspek kuantitatif sel elektrolisis :1. Pada elektrolisis larutan AgNO3dengan elektroda inert dihasilkan gas oksigen sebanyak 5,6 L pada STP. Berapakah jumlah listrik dalam Coulomb yang dialirkan pada proses tersebut?Penyelesaian :Reaksi elektrolisis larutan AgNO3dengan elektroda inert adalah sebagai berikut :Katoda (-) : Ag++ e-> AgAnoda (+) : 2 H2O(l)> O2(g)+ 4 H+(aq)+ 4 e-Gas O2terbentuk dianoda. Mol gas O2yang terbentuk sama dengan 5,6 L / 22,4 L = mol O2Berdasarkan persamaan reaksi dianoda, untuk menghasilkan mol gas O2, maka jumlah mol elektron yang terlibat adalah sebesar 4 x = 1 mol elektron.1 mol elektron = 1 Faraday = 96500 CJadi, jumlah listrik yang terlibat adalah sebesar 96500 C2. Unsur Fluor dapat diperoleh dengan cara elektrolisis lelehan NaF. Berapakah waktu yang diperlukan untuk mendapatkan 15 L gas fluorin ( 1 mol gas mengandung 25 L gas) dengan arus sebesar 10 Ampere?Penyeleasian :Reaksi elektrolisis lelehan NaF adalah sebagai berikut :K (-) : Na+(l)+ e-> Na(s)A (-) : 2 F-(l)> F2(g)+ 2 e-Gas F2terbentuk dianoda. Mol gas F2yang terbentuk adalah sebesar 15 L / 25 L = 0,6 mol F2Berdasarkan persamaan reaksi dianoda, untuk menghasilkan 0,6 mol gas F2, akan melibatkan mol elektron sebanyak 2 x 0,6 = 1,2 mol elektron1,2 mol elektron = 1,2 FaradayWaktu yang diperlukan dapat dihitung melalui persamaan berikut :Faraday = (Ampere x Detik) / 965001,2 = (10 x t) / 96500t = 11850 detik = 3,22 jamJadi, diperlukan waktu selama 3,22 jam untuk menghasilkan 15 L gas fluorin3. Arus sebesar 0,452 A dilewatkan pada sel elektrolisis yang mengandung lelehan CaCl2selama 1,5 jam. Berapakah jumlah produk yang dihasilkan pada masing-masing elektroda?Penyelesaian :Reaksi elektrolisis lelehan CaCl2adalah sebagai berikut :K (-) : Ca2+(l)+ 2 e-> Ca(s)A (+) : 2 Cl-(l)> Cl2(g)+ 2 e-Mol elektron yang terlibat dalam reaksi ini dapat dihitung dengan persamaan berikut :Faraday = (Ampere x Detik) / 96500Faraday = (0,452 x 1,5 x 3600) / 96500 mol elektronBerdasarkan persamaan reaksi dikatoda, mol Ca yang dihasilkan adalah setengah dari mol elektron yang terlibat. Dengan demikian, massa Ca yang dihasilkan adalah :Massa Ca = mol Ca x Ar CaMassa Ca = x (0,452 x 1,5 x 3600) / 96500 x 40 = 0,506 gram CaBerdasarkan persamaan reaksi dianoda,mol gas Cl2yang dihasilkan adalah setengah dari mol elektron yang terlibat. Dengan demikian, volume gas Cl2(STP) yang dihasilkan adalah :Volume gas Cl2= mol Cl2x 22,4 LVolume gas Cl2= x (0,452 x 1,5 x 3600) / 96500 x 22.4 L = 0,283 L gas Cl2Jadi, produk yang dihasilkan di katoda adalah 0,506 gram endapan Ca dan produk yang dihasilkan di anoda adalah 0,283 L gas Cl2(STP)4. Dalam sebuah percobaan elektrolisis, digunakan dua sel yang dirangkaikan secara seri. Masing-masing sel menerima arus listrik yang sama. Sel pertama berisi larutan AgNO3, sedangkan sel kedua berisi larutan XCl3. Jika setelah elektrolisis selesai, diperoleh 1,44 gram logam Ag pada sel pertama dan 0,12 gram logam X pada sel kedua, tentukanlah massa molar (Ar) logam X tersebut!Penyelesaian :Reaksi elektrolisis larutan AgNO3:K (-) : Ag+(aq)+ e-> Ag(s)A (+) : 2 H2O(l)> O2(g)+ 4 H+(aq)+ 4 e-Logam Ag yang dihasilkan sebanyak 1,44 gram; dengan demikian, mol logam Ag yang dihasilkan sebesar 1,44 / 108 mol AgBerdasarkan persamaan reaksi dikatoda, mol elektron yang dibutuhkan untuk menghasilkan logam Ag sama dengan mol logam Ag (koefisien reaksinya sama)Sehingga, mol elektron yang digunakan dalam proses elektrolisis ini adalah sebesar 1,44 / 108 mol elektronReaksi elektrolisis larutan XCl3:K (-) : X3+(aq)+ 3 e-> X(s)A (+) : 2 Cl-(l)> Cl2(g)+ 2 e-Arus yang sama dialirkan pada sel kedua, sehingga, mol elektron yang digunakan dalam proses elektrolisis ini sama seperti sebelumya, yaitu sebesar 1,44 / 108 mol elektronBerdasarkan persamaan reaksi dikatoda, mol logam X yang dihasilkan sama dengan 1 / 3 kali mol elektron, yaitu sebesar 1 / 3 x 1,44 / 108 mol XMassa logam X = 0,12 gram; dengan demikian, massa molar (Ar) logam X adalah sebagai berikut:mol = massa / ArAr = massa / molAr = 0,12 / (1 / 3 x 1,44 / 108) = 27Jadi, Ar dari logam X adalah 27Referensi:Andy. 2009. Pre-College Chemistry.Chang, Raymond. 2007. Chemistry Ninth Edition. New York: Mc Graw Hill.Moore, John T. 2003.Kimia For Dummies. Indonesia:Pakar Raya.

Elektrolisis1.Jelaskan apa yag dimaksud proses elektrolisa2.Bagaimana pernyataan hukum faraday tentang elektrolisa3.Jelaskan mengapa bisa berlangsung proses elektrolisa4.Tuliskan definisi tara kimia listrik5.Buktikan persamaan6.Berikan contoh penggunaan elektrolisaJawab1.Proses elektrolisa adalah proses untuk memunculkan partikel-partikel yang terkandung di dalam air2.Hukum faraday : jumlah zat yang dihasilkan pada elektroda sebanding dengan jumlah arus yang dialirkan pada zat tersebut3.Berangsungnya proses elektrolisa karena adanya proses kimia yang mengubah energy lisrik menjadi energi kimia , komponen yang terpenting dari proses elektrolisis adalah elektroda dan elektrolit. Pada elektroda yang digunakan yaitu elektroda inert dan aktif. Pada elektrolisis katoda merupakan utub negative dan anoda kutub negative4.Tara kimia listrik adalah sel elektrolit yang berisi larutan garam (CuSO4) dialiri arus listrik searah dan sel-sel akan terurai dan berkumpul pada elektroda-elektrodanya.5.Persamaan E= Ma I t / 2wNo6.Contoh penggunaan elektrolisi dalam industry yaitu pada produksi zat kimia. Banyak zat kimia yang dibuat melalui proses elektrolisis yaitu logam alkali, magnesium, aluminium,fluorin, klorin, natrium, hipoklorit dan hydrogen peroksida, klorin dan natrium hidroksida.Lorentz1.Jelaskan dan berikan contohmaterial ferromagnet2.Jelaskan dan berikan contoh material paramagnet3.Tuliskan rumus gaya Lorentz4.Gambarkan sebuah contoh sumbu koordinat kartesius dimensi tida dan tentukan arahnya5.Misalkan ada arus listrik kea rah y dan medan magnet ke arah +x, kea rah manakah gaya Lorentz?Jawab1.Material ferromagnet adalah material yang mempunyai resultan medan atomis besar yang disebabkan oleh momen magnet electron. Ferromagnet juga merupakan satu dari bentuk kemagnetan yang paling kuat. Contoh: besi, baja dan baja silicon2.Material paramagnetic adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom/ molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet atomis total seluruh atom/molekul dalam bahan nol yang disebabkan karena gerakan atom/molekul acak. Contoh aluminium, magnesium dan wolfram.3.Rumus gaya Lorentz4.F=B.i Lhttp://tonosandal.blogspot.com/2012_05_01_archive.html