Elektrolisis
Elektrolisis adalah
peristiwa penguraian elektrolit dalam sel elektrolisis oleh arus
listrik.
Dalam sel volta/galvani,
reaksi oksidasi reduksi berlangsung dengan spontan, dan energi kimia
yang menyertai reaksi kimia diubah menjadi energi listrik. Sedangkan
elektrolisis merupakan reaksi kebalikan dari sel volta/galvani yang
potensial selnya negatif atau dengan kata lain, dalam keadaan
normal tidak akan terjadi reaksi dan reaksi dapat terjadi bila
diinduksi dengan energi listrik dari luar.
Contoh sel Volta adalah
sel Daniel, reaksi total sel Daniell adalah :
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu E0 = 1,1 V
Andaikan potensial lebih tinggi dari 1,1 V diberikan pada sel dengan arah kebalikan dari potensial yang dihasilkan sel, reaksi sebaliknya akan berlangsung. Jadi, zink akan mengendap dan tembaga akan mulai larut.
Zn2+ + Cu → Zn + Cu2+
Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu E0 = 1,1 V
Andaikan potensial lebih tinggi dari 1,1 V diberikan pada sel dengan arah kebalikan dari potensial yang dihasilkan sel, reaksi sebaliknya akan berlangsung. Jadi, zink akan mengendap dan tembaga akan mulai larut.
Zn2+ + Cu → Zn + Cu2+
Elektroda positif (+) dari
sel dihubungkan dengan kutub positif (+) dari sumber arus
listrik
Elektroda negatif (-) dari sel dihubungkan dengan kutub negatif (-) dari sumber arus listrik
Pada elektroda positif (+)/anoda karena dihubungkan dengan kutub positif (+) yang potensialnya lebih besar menyebabkan terjadi reaksi oksidasi dan elektron mengalir dari elektroda ini menuju ke sumber arus listrik. Elektron bergerak dari kutub negatif (-) sumber arus listrik ke elektroda negatif (-)/katoda sehingga menyebabkan terjadi reaksi reduksi.
Elektroda negatif (-) dari sel dihubungkan dengan kutub negatif (-) dari sumber arus listrik
Pada elektroda positif (+)/anoda karena dihubungkan dengan kutub positif (+) yang potensialnya lebih besar menyebabkan terjadi reaksi oksidasi dan elektron mengalir dari elektroda ini menuju ke sumber arus listrik. Elektron bergerak dari kutub negatif (-) sumber arus listrik ke elektroda negatif (-)/katoda sehingga menyebabkan terjadi reaksi reduksi.
Persamaan dan perbedaan
sel volta dan sel elektrolisis :
Persamaan :
Anoda selalu terjadi reaksi oksidasi dengan kata lain elektroda yang terjadi reaksi oksidasi disebut anoda
Katoda selalu terjadi reaksi reduksi dengan kata lain elektroda yang terjadi reaksi reduksi disebut katoda
Persamaan :
Anoda selalu terjadi reaksi oksidasi dengan kata lain elektroda yang terjadi reaksi oksidasi disebut anoda
Katoda selalu terjadi reaksi reduksi dengan kata lain elektroda yang terjadi reaksi reduksi disebut katoda
Perbedaan :
Pada Sel Volta
merubah energi kimia
menjadi energi listrik
Anoda (oksidasi) adalah
elektroda negatif (-) dan katoda (reduksi) adalah elektroda positif
(+)
Pada Sel Elektrolisis
merubah energi listrik
menjadi energi kimia
Anoda (oksidasi) adalah
elektroda positif (+) dan katoda (reduksi) adalah elektroda negatif
(-)
Reaksi-reaksi
Sel Elektrolisis
Reaksi pada Katoda ( Reduksi Kation)
Bila kation dari golongan
Alkali/ IA (Li+, Na+, K+), Alkali
tanah/ IIA (Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+),
Al3+ atau Mn2+ maka kation tersebut tidak
direduksi namun air (H2O) yang direduksi. hal ini
karena E°red H2O lebih besar
dari ion-ion teraebut. Reaksi yang terjadi :
2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq)
H+ dari suatu
asam akan direduksi menjadi gas hidrogen (H2).
Reaksi yang terjadi :
2H+(aq)
+ 2e- → H2(g)
Ion-ion logam lainnya
yang tidak termasuk kelompok di atas direduksi lalu mengendap pada
katoda.
Ni2+(aq)
+ 2e- → Ni(s)
Cu2+(aq)
+ 2e- → Cu(aq)
Ag+(aq)
+ e- → Ag(s)
Ion-ion lelehan atau
leburan dari golongan alkali dan alkali tanah direduksi lalu
mengendap pada katoda (karena lelehan/leburan tidak mengandung air).
Li+(aq)
+ e- → Li(s)
Ca2+(aq)
+ 2e- → Ca(s)
Reaksi pada Anoda
(Oksidasi Anion)
Bila elektrodanya non
inert ( Ni, Cu, Ag dll) maka elektrodanya yang dioksidasi. contoh
reaksinya :
Ni(s) →
Ni2+(aq) + 2e-
Cu(aq) →
Cu2+(aq) + 2e-
Ag(s)
→ Ag+(aq) + e-
Bila elektrodanya inert (
C, Pt atau Au) maka elektrodanya tidak bereaksi dan bila anionnya :
Ion OH- dari
basa maka reaksi yang terjadi :
4OH-(aq)
→ 2H2O(aq) + O2(g)
+ 4e-
Ion sisa asam yang
mengandung oksigen (SO42-, NO3-,
PO43- dll) tidak dioksidasi namun air (H2O)
yang dioksidasi. karena E°oks H2O
lebih besar dari sisa asam yang mengandung oksigen. Reaksi yang
terjadi :
2H2O(aq)
→ 4H+(aq) + O2(g)
+ 4e-
ion sisa asam yang tidak
mengandung oksigen (Cl- , Br- , I-
dll) akan dioksidasi.
2Cl-(s)
→ Cl2(g) + 2e-
2Br-(s)
→ Br2(g) + 2e-
setelah membaca dari beberapa sumber ternyata yang dituliskan dalam reaksi elektrolisis bukan hanya reaksi di katoda (+) dan anoda (-) saja, tetapi reaksi penguraiannya juga. sebagai gambaran saya beri beberapa contoh reaksi elektrolisis.
elektrolisis kalium
iodida (KI) dengan elektroda C
KI→ K+ + I-x2
Katoda (+) : 2H2O(l)
+ 2e- → H2(g) + 2OH-(aq)
Anoda (-) : 2I-(s)
→ I2(g) + 2e-
2KI → 2K+ +
Katoda (+) : 2H2O(l)
+ 2e- → H2(g)
+ 2OH-(aq)
Anoda (-) : 2I-(s)
→ I2(g) + 2e-
--------------------------------------------------------
Reaksi sel : 2KI + 2H2O
→ 2K+ + 2OH- + I2 + H2
2KI+2H2O→2KOH+I2+H2
Pada katoda reaksi K diganti oleh H2O karena K tergolong dalan logam alkali.
dikalikan 2 ( x2 ) untuk menyamakan ion sejenis dan/atau elektron di ruas kiri dan kanan. kemudian setelah ion sejenis dan jumlah elektron di ruas kiri dan kanan sama dapat dicoret. Yang tidak dicoret itulah reaksi selnya. Pada reaksi-reaksi selanjutnya tidak saya beri keterangan yang penting perhatikan aturan-aturan reaksi pada katoda dan anoda yang telah dibahas sebelumnya.
Pada katoda reaksi K diganti oleh H2O karena K tergolong dalan logam alkali.
dikalikan 2 ( x2 ) untuk menyamakan ion sejenis dan/atau elektron di ruas kiri dan kanan. kemudian setelah ion sejenis dan jumlah elektron di ruas kiri dan kanan sama dapat dicoret. Yang tidak dicoret itulah reaksi selnya. Pada reaksi-reaksi selanjutnya tidak saya beri keterangan yang penting perhatikan aturan-aturan reaksi pada katoda dan anoda yang telah dibahas sebelumnya.
elektrolisis larutan AgNO3 dengan elektroda Pt
AgNO3 → Ag+ + NO3- x4
Katoda (+) : Ag+(aq)
+ e- → Ag(s) x4
Anoda
(-):2H2O(aq)→4H+(aq)+O2(g)+4e- x1
4AgNO3→4Ag+ +
4NO3-
4AgNO3→
Katoda (+) : 4Ag+(aq)
+ 4e-→ 4Ag(s)
Anoda(-):2H2O(aq)→4H+(aq)+O2(g)+4e-
--------------------------------------------------------------------------
Reaksi sel: 4AgNO3(aq) + 2H2O(aq) → 4Ag(s) + 4H+(aq) + 4NO3- + O2(g)
--------------------------------------------------------------------------
Reaksi sel: 4AgNO3(aq) + 2H2O(aq) → 4Ag(s) + 4H+(aq) + 4NO3- + O2(g)
4AgNO3(aq)
+ 2H2O(aq) → 4Ag(s)
+ 4HNO3 + O2(g)
elektrolisi leburan NaCl dengan elektroda Cu ( ingat Cu tidak inert)
NaCl→ Na+ + Cl-x2
Katoda (+) : Na+(aq)
+ e→ Na(s) x2
Anoda(-) :Cu(aq)→Cu2+(aq)+2e- x1
2NaCl→2Na+ + 2Cl-
2NaCl→
Katoda (+) : 2Na+(aq)
+ 2e- → 2Na(s)
Anoda(-) :Cu(aq)→Cu2+(aq)+2e-
Reaksi sel : 2NaCl + Cu(aq) → 2Na(s) + Cu2+ + 2Cl-
Reaksi sel : 2NaCl + Cu(aq) → 2Na(s) + Cu2+ + 2Cl-
2NaCl + Cu(aq)
→ 2Na(s) + CuCl2
Tidak ada komentar:
Posting Komentar