LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK
ELEKTROLISIS SENYAWA ALKALI
NAMA : Qorry Dinnia Fatma
NIM : 111810301035
KELOMPOK : IX
ASISTEN : Yasinta Sarosa
LABORATORIUM KIMIA ANORGANIK
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS JEMBER
2013
PERCOBAAN 5
ELEKTROLISIS SENYAWA ALKALI
BAB I. TUJUAN PERCOBAAN
Tujuan percob aan kali ini adalah:
- Memahami cara menguraikan senyawa
- Menerapkan konsep elektrokimia sebagai salah satu cara untuk menguraikan
senyawa
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. MSDS (Material Safety Data Sheet) Bahan
2.1.1.Natrium Klorida (NaCl)
Natrium Klorida memiliki sifat fisik larutan dengan berat molekul 58,44
g/mol. Senyawa ini memiliki titik didih 1413°C (2575,4°F) dan titik leleh 801°C
(1473,8°F). Padatannya berwarna putih terang dengan pH netral. Massa jenisnya
lebih besar daripada air, yakni sebesar 2,165 gr/mol. Segera bilas mata dengan air
selama minimal 15 menit dengan sesekali mengangkat atas dan kelopak mata bawah
jika terjadi kontak dengan mata,. Basuh kulit jika terjadi kontak langsung dengan
banyak air sekurang-kurangnya 15 menit dan keluarkan pakaian dan sepatu yang
tercemar. Cuci mulut dengan air jika tertelan. Segera hapus dari paparan dan pindah
ke udara bila terhirup. Berikan pernapasan buatan dan oksigen jika sulit bernapas.
Segera dapatkan bantuan medis (Sciencelab, 2013).
2.1.2.Natrium Nitrat (NaNO3)
Natrium Nitrat memiliki sifat fisik padatan dan terasa pahit. Natrium Nitrat
memiliki berat molekul 84,99 g/mol. Senyawa ini memiliki titik didih 380°C (716°F)
dan titik leleh 308°C (5686,4F). Massa jenis senyawa ini lebih besar daripada air
yakni 2,26 gr/ml. Natrium Nitrat mudah larut dalam air dan metanol. Segera bilas
mata dengan air selama minimal 15 menit dengan sesekali mengangkat atas dan
kelopak mata bawah jika terjadi kontak dengan mata,. Basuh kulit jika terjadi kontak
langsung dengan banyak air sekurang-kurangnya 15 menit dan keluarkan pakaian dan
sepatu yang tercemar. Cuci mulut dengan air jika tertelan. Segera hapus dari paparan
dan pindah ke udara bila terhirup. Berikan pernapasan buatan dan oksigen jika sulit
bernapas. Segera dapatkan bantuan medis (Sciencelab, 2013).
2.2. Dasar teori:
Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi
energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektrode
dan larutan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat
digolongkan menjadi dua, yaitu:
- Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit, Platina (Pt), dan emas
(Au).
- Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag).
Selain elektroda, elektrolit juga berperan penting misalnya berupa larutan asam, basa,
atau garam, dapat pula leburan garam halida atau leburan oksida. Kombinasi antara
larutan elektrolit dan elektrode menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:
- Elektrolisis larutan dengan elektrode inert
- Elektrolisis larutan dengan elektrode aktif
- Elektrolisis leburan dengan elektrode inert
Pada elektrolisis, katode merupakan kutub negatif dan anode merupakan kutub
positif. Pada katode akan terjadi reaksi reduksi dan pada anode terjadi reaksi oksidasi
(Wikipedia, 2013).
Penggunaan aki merupakan reaksi sel volta, sebaliknya pengisian aki
merupakan reaksi sel elektrolisis. Sel elektrolisis menghasilkan suatu reaksi kimia
dari aliran elektron dalam bentuk arus listrik. Rangkaian sel elektrolisis pertama kali
dirancang oleh seorang ilmuwan inggris, Michael Faraday, yang mampu mengalirkan
arus listrik dari suatu larutan elektrolit. Pada rancangan dasar sel elektrolisis, katoda
merupakan kutub negatif, sebaliknya anoda merupakan kutub positif ( Upi,2013 ).
Sel elektrolisis memerlukan energi dari luar agar terjadi reaksi kimia (reaksi
tidak spontan), sebaliknya sel volta tidak memerlukan energi dari luar. Pemberian
tanda positif dan negatif elektroda pada sel elektrolisis berdasarkan pada potensial
listrik dari luar sistem. Sedangkan pada sel volta berdasarkan nilai potensial reduksi
standar kedua elektroda. Sel elektrolisis tidak memerlukan jembatan garam.
Komponen utamanya adalah sebuah wadah, elektroda, elektrolit, dan sumber arus
searah. Elektron (listrik) memasuki larutan melalui kutub negatif (katode). Katoda
bermuatan positif, sedangkan anode bermuatan negative untuk sel volta sedangkan
pada sel elektrolisis katoda bermuatan negatif sedangkan anoda bermuatan positif
( Upi,2013 ).
Faktor-faktor yang bergantung reaksi elektrolisis larutan elektrolit adalah:
1. Reaksi-reaksi yang berkompetisi pada tiap-tiap electrode, misalnya spesi yang
mengalami reduksi di katoda adalah yang mempunyai potensial elektroda lebih
positif dan yang mengalami oksidasi di anoda adalah yang mempunyai potensial
elektroda lebih negatif.
2. Jenis electroda, inert atau aktif
Elektrode inert adalah elektrode yang tidak terlibat dalam reaksi. Elektrode inert
yang sering digunakan yaitu platina dan grafit.
3. Overpotensial
Overpotensial adalah potensial tambahan yang diperlukan sehingga suatu reaksi
elektrolisis dapat berlangsung. Berdasarkan daftar potensial elektrode standar
dapat dibuat suatu ramalan tentang reaksi katode dan reaksi anode pada suatu
elektrolisis. Ramalan mungkin akan meleset jika spesi yang terlibat mempunyai
overpotensial yang signifikan
(Keenan, 1984).
Reaksi di katoda bergantung pada jenis kation dalam larutan. Kation yang
berasal dari logam-logam aktif (logam golongan IA, IIA, Al atau Mn), yaitu logam-
logam yang potensial elektrodanya lebih kecil (lebih negatif daripada air), maka air
yang tereduksi. Kation selain yang disebutkan di atas akan tereduksi.
Contoh :
Elektrolisis larutan NaCl (kation Na+) maka air yang tereduksi, bukannya ion Na+ .
Elektrolisis larutan CuSO4 (kation Cu2+) maka ion Cu2+ yang tereduksi.
(Keenan, 1984).
Elektroda negatif (katoda) tidak mungkin ikut bereaksi selama elektrolisis
karena logam tidak ada kecenderungan menyerap elektron membentuk ion negatif.
Elektroda positif (anoda) mungkin saja ikut bereaksi dengan melepas elektron dan
mengalami oksidasi kecuali Pt dan Au. Logam ini umumnya mempunyai potensial
oksidasi lebih besar daripada air atau anion sisa asam. Oleh karena itu, jika anoda
tidak terbuat dari Pt, Au atau grafit, maka anoda itu akan teroksidasi (Petrucci, 1990).
Elektrolisis banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya:
a. Produksi Zat
Banyak zat kimia dibuat melalui elektrolisis, misalnya logam-logam alkali,
magnesium, alumunium, flourin, klorin, natrium hidroksida, natrium hipoklorit
dan hidrogen peroksida.
b. Pemurnian Logam
Contohnya adalah pemurnian tembaga. Pembuatan kabel listrik diperlukan
tembaga murni, sebab jika terdapat pengotor dapat mengurangi konduktivitas
tembaga, akibatnya akan timbul banyak panas dan akan membahayakan
penggunanya.
c. Penyepuhan
Penyepuhan (electroplanting) dimaksudkan untuk melindungi logam terhadap
korosi atau untuk memperbaiki penampilan. Logam yang akan disepuh dijadikan
katoda sedangkan logam penyepuhnya sebagai anoda. Kedua elektroda dicelupkan
dalam larutan garam dari logam penyepuh. Contoh, penyepuhan sendok yang
terbuat dari besi (baja) dengan perak.
(Petrucci, 1990).
Elektrolisis yang pertama dicoba adalah elektrolisis air (1800). Elektrolisis
khususnya bermanfaat untuk produksi logam dengan ionisasi tinggi (misalnya
alumunium). Produksi alumunium diindustri dengan elektrolisis yang dicapai tahun
1886 secara independen oleh penemu Amerika Charles Martin Hall (1863-1914) dan
penemu Prancis Louis Toussaint Heroult (1963-1914). Elektrolisis ini dikatakan
berhasil karena penggunaan lelehan Na3AlF6 sebagai pelarut bijih. Namun dalam
kasus elektrolisis ini larutan dalam air jelas tidak tepat sebab air lebih mudah
direduksi daripada ion alumunium. Metoda lain adalah dengan menggunakan lelehan
garam. bijih, alumunium, bauksit mengandung berbagai oksida logam sebagai
pengotor. Bijih ini diolah dengan alkali, dan hanya oksida alumunium yang amfoter
yang larut. Bahan yang tak larut disaring, dan karbon dioksida dialirkan ke filtratnya
untuk menghasilkan hidrolisis garamnya (Chang, 2004).
BAB III. METODOLOGI KERJA
3.1. Alat dan Bahan
3.1.1.Alat
- Beaker glass 50 ml
- Pipa U
- Elektroda Karbon
- Power supply
- Botol semprot
- Korek api kayu
3.1.2. Bahan
- NaCl
- NaNO3
- Indikator PP
3.2. Prosedur Kerja
3.2.1.Proses elektrolisis
- dimasukkan ke pipa U
- ditutup masing-masing lubang dengan elektroda karbon
- dihubungkan dengan sumber listrik
- diamati perubahan yang terjadi
- ditampung produk yang dihasilkan
- dites dengan api yang membara
- -diamati perubahan yang terjadi
- Dilakukan prosedur yang sama pada larutan NaCl
Larutan NaNO3
Hasil
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
PerlakuanNaNO3 NaCl
Anoda (+) Katoda (-) Anoda (+) Katoda (-)
Uji BaraLebih lama mati
Lebih cepat mati
Lebih cepat mati
Lebih lama mati
Uji Reagen PP merah muda bening bening merah muda
Arus 1,7 mA - 2 mA 2,3 mA - 3,5 mA
Fenomena
Banyak gelembung udara
sedikit gelembung udara
sedikit gelembung udara
Banyak gelembung udara
4.2. Pembahasan
Praktikum berjudul elektrolisis ini bertujuan untuk memahami cara
menguraikan senyawa dan dapat menerapkan konsep elektrokimia sebagai salah satu
cara untuk menguraikan senyawa. Metode elektrokimia adalah metode berdasarkan
pada reaksi redoks, yakni gabungan dari reaksi reduksi dan oksidasi, yang
berlangsung pada elektroda yang sama atau berbeda dalam suatu sistem elektrokimia.
Sistem elektrokimia meliputi sel elektrokimia dan reaksi elektrokimia. Sel
elektrokimia yang menghasilkan listrik karena terjadinya reaksi spontan di dalamnya
disebut sel galvani. Sedangkan sel elektrokimia di mana reaksi tak-spontan terjadi di
dalamnya disebut sel elektrolisis.
Elektrolisis merupakan proses kimia yang mengubah energi listrik menjadi
energi kimia. Komponen yang terpenting dari proses elektrolisis ini adalah elektrode
dan larutan elektrolit. Elektroda yang digunakan dalam proses elektolisis dapat
digolongkan menjadi dua, yaitu:
- Elektroda inert, seperti kalsium (Ca), potasium, grafit (C), Platina (Pt), dan emas
- Elektroda aktif, seperti seng (Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag)
Percobaan kali ini menggunakan elektoda inert dari Karbon. Pemilihan elektroda inert
ini karena jika elektroda inert maka reaksi anoda bergantung pada jenis anion dalam
larutan. Selain elektroda, elektrolit juga berperan dalam proses elektrolisis. Elektrolit
dapat berupa larutan asam, basa, atau garam. Kombinasi antara larutan elektrolit dan
elektrode menghasilkan tiga kategori penting elektrolisis, yaitu:
1. Elektrolisis larutan dengan elektrode inert
2. Elektrolisis larutan dengan elektrode aktif
3. Elektrolisis leburan dengan elektrode inert
Percobaan kali ini elektrolisis larutan dengan elektrode inert menggunakan dua
larutan elektrolit dengan perlakuan yang sama, yakni larutan NaNO3 dan NaCl.
Percobaan ini diawali mengisi pipa U dengan larutan NaNO3 sampai larutan
menyentuh elektroda karbon. Elektroda adalah konduktor yang digunakan untuk
bersentuhan dengan bagian atau media non-logam dari sebuah sirkuit misalnya
elektrolit. Elektroda dihubungkan menggunakan kabel dan diberi arus listrik dengan
beda potensial 3 volt menggunakan power supply. Larutan dielektrolisis selama 20
menit dan diamati fenomena yang terjadi.
Elektroda yang disambungkan pada terminal positif dinamakan anoda, yang
didefinisikan sebagai elektroda di mana elektron datang dari sel elektrokimia dan
oksidasi terjadi. Elektroda yang disambungkan pada terminal negatif dinamakan
katoda. Katoda merupakan elektroda di mana elektron memasuki sel elektrokimia dan
reduksi terjadi. Ion negatif (anion) akan bergerak ke anoda dan ion positif (kation)
akan bergerak ke katoda.
Langkah selanjutnya pengujian masing-masing pipa menggunakan batang korek
api yang membara. Berdasarkan percobaan, api lebih cepat padam pada katoda
dibandingkan anoda. Api yang lebih lama padam menandakan adanya O2. Gas O2
merupakan faktor utama dalam reaksi pembakaran. Elektroda yang bermuatan negatif
akan menarik ion Na+ sedangkan elektroda yang bermuatan positif akan menarik ion
NO3-. H2O mengalami reduksi akibat persaingan antara ion Na+ dan ion H2O di
katoda. Pada anoda terjadi persaingan antara NO3- dan H2O. Pada anoda ini yang
mengalami oksidasi adalah H2O bukan NO3-. Hal ini dikarenakan adanya perbedaan
potensial antara H2O dan NO3- . Reaksi yang terjadi adalah
2 H2O + 2 e- H2 + OH- EO= - 0,83 V
NO3- + H+ + 3 e- NO + 2 H2O EO= + 0,96
Sehingga, reaksi yang terjadi pada proses elektrolisis ini adalah :
Katoda 4 H2O + 4 e- 2 H2 + 4 OH-
Anoda 2 H2O 2 O2 + 4 H+ + 4 e-
2 H2O 2 O2 + 2 H2 + 4 H+ + 4 OH-
Berdasarkan reaksi di atas, katoda menghasilkan gas H2 sedangkan pada anoda
menghasilkan gas O2. Hal ini dibuktikan dengan adanya gelembung udara yang
dihasilkan pada elektroda. Pada anoda dihasilkan gelembung yang lebih banyak
dibandingkan pada katoda. Hal ini disebabkan karena gas O2 memiliki sifat yang
reaktif dan mudah terbakar daripada gas H2. Elektrolisis NaNO3 memiliki daya 1,7
mA -2 mA.
Pengujian yang kedua menggunakan indikator fenolftalein (PP). Indikator pp
merupakan salah satu indikator asam basa yang merupakan petunjuk tentang
perubahan pH dari suatu larutan asam atau basa. Indikator bekerja berdasarkan
perubahan warna indikator pada rentang pH tertentu. Indikator asam basa umumnya
berupa molekul organik yang bersifat asam lemah. Indikator ini memberikan warna
tertentu ketika ion H+ dari larutan asam terikat pada molekul HIn dan berbeda warna
ketika ion H+ dilepaskan dari molekul HIn menjadi In–. Indikator ini banyak
digunakan karena harganya murah. Indikator PP tidak berwarna dalam bentuk HIn
(asam) dan berwarna merah jambu dalam bentuk In– (basa).
Berdasarkan percobaan, saat larutan ditambahkan 3 tetes fenolftalin dibagian
anoda terjadinya perubahan warna larutan menjadi merah muda, sedangkan dibagian
katoda tidak terjadi perubahan warna. Seharusnya, larutan di katoda mengalami
perubahan warna menjadi merah muda karena dibagian katoda menghasilkan 4OH-
namun kenyataannya tidak. Hal ini dimungkinkan karena kesalahan praktikan dalam
mengamati percobaan.
Percobaan kedua sesuai dengan prosedur pertama, hanya mengganti larutan
NaNO3 dengan larutan NaCl. Kation pada percobaan ini sama, Na+, namun anion
yang semula NO3 diubah menjadi Cl-. Langkah awal dengan pengujian masing-
masing pipa menggunakan batang korek api yang membara. Berdasarkan percobaan,
api lebih cepat padam pada anoda dibandingkan katoda. Pada katoda yang mengalami
reduksi ialah H2O sedangkan pada anoda yang mengalami oksidasi adalah Cl- bukan
H2O. Pada katoda, terjadi persaingan antara air dengan ion Na+. Berdasarkan Tabel
Potensial Standar Reduksi, air memiliki Ered yang lebih besar dibandingkan ion Na+
sehingga air lebih mudah tereduksi dibandingkan ion Na+. Oleh sebab itu, spesi yang
bereaksi di katoda adalah air. Sementara, nilai Ered ion Cl- dan air hampir sama yang
mana oksidasi air akan memerlukan potensial tambahan sehingga oksidasi ion Cl-
lebih mudah dibandingkan oksidasi air. Oleh sebab itu, spesi yang bereaksi di anoda
adalah ion Cl. Reaksi yang terjadi sebagai berikut:
Katode: 2H2O+2e H2 + 2OH-
Anode: 2Cl- Cl2 + 2e
2H2O+2Cl- H2 + 2OH- + Cl2
Pada saat larutan diatas ditambahkan 3 tetes fenolftalin, kemudian elektroda
diletakkan didalam larutan,dan dibagian katoda muncul gelembung-gelembung
disekitar elektroda dan disusul terjadinya perubahan warna larutan menjadi merah
muda, hal ini disebabkan oleh 2OH- yang dihasilkan pada katode sedangkan dibagian
anoda, muncul gelembung-gelembung kecil tetapi tidak terjadi perubahan warna
karena dibagian anode tidak menghasilkan 2OH-. Elektrolisis NacL memiliki daya
2,3 mA -3,5 mA
BAB V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Kesimpulan untuk praktikum Elektrolisis senyawa Alkali kali ini adalah:
- Elektrolisis larutan NaNO3 menggunakan elektroda karbon pada katoda terjadi
larutan NaOH dan gas H2 pada anoda terjadi larutan HNO3 dan gas O2.
- Elektrolisis larutan NaCl menggunakan elektroda karbon pada katoda terjadi
larutan NaOH dan H2 sedangkan pada anoda terjadi Cl2.
5.2. Saran
Saran untuk praktikum Elektrolisis senyawa alkali kali ini adalah:
- Praktikan harus cermat dalam mengamati percobaan
- Pastikan voltase dan waktu yang dibutuhkan sesuai dengan petunjuk praktikum
DAFTAR PUSTAKA
- Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar. Erlangga : Jakarta
- Keenan, dkk.1984. Kimia Untuk Universitas. Erlangga : Jakarta
- Petrucci, Ralph.H. 1990. Kimia Dasar. Erlangga : Jakarta
- Sciencelab. 2013. MSDS Sodium Nitrate (serial on line) http://www.sciencelab.
com/msds.php?msdsId=9927271 [25 November 2013]
- Sciencelab. 2013. MSDS Sodium Chloride (serial on line) http://www.sciencelab.
com/msds. php?msdsId=9927593 [25 November 2013]
- Tim Kimia Anorganik. 2013. Petunjuk Praktikum Kimia Anorganik, Jember:
FMIPA Univesitas Jember
- Upi. 2013. Elektrolisis (serial on line) http://kimia.upi.edu/staf/nurul/web2012/
1004901/sel_elektrolisis.html [25 November 2013]
- Wikipedia. 2013. Elektrolisis (serial on line)
http://id.wikipedia.org/wiki/Elektrolisis, [25 November 2013]