Laporan Kimia Elektrolisis Larutan

LAPORAN PENGAMATAN

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

Hasil Diskusi :

Secara fakta bahwa dari hasil praktek yang diperoleh pada katoda menghasilkan banyak gelembung yang berukuran besar. Gelembung yang dihasilkan adalah Hidrogen dengan diikuti reaksi reduksi pada katoda.

Dan pada anoda terjadi reaksi oksidasi yang mengakibatkan gelembung yang berukuran kecil dan gas yang dihasilkan adalah gas Oksigen.