LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTROLISIS

Bagan 1ELEKTROLISIS

Pengertian

Sel elektrolisis merupakan rangkaian dua elektrode, yaitu anode dan katode yang dicelupkan ke dalam larutan elektrolit. Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia dimana terjadi perubahan bentuk energi listrik menjadi energi kimia. Elektrolisis merupakan proes dimana reaksi redoks tidak berlangsung secara spontan.

Susunan Sel Elektrolisis

Sel elektrolisis terdiri dari sebuah elektrode, elektrolit, dan sumber arus searah. Elektron memasuki sel elektrolisis melalui kutub negatif (katoda). Spesi tertentu dalam larutan menyerap elektron dari katoda dan mengalami reduksi. Sedangkan spesi lain melepas elektron di anoda dan mengalami oksidasi.

Reaksi Elektrolisis

Reaksi elektrolisis terdiri dari reaksi katoda yaitu reduksi dan reaksi anoda yaitu oksidasi. Spesi yang terlibat dalam reaksi katoda dan anoda bergantung pada potensial elektroda dari spesi tersebut. Ketentuannya sebagai berikut:

ü  Spesi yang mengalami reduksi di katoda adalah spesi yang potensial reduksinya terbesar

ü  Spesi yang mengalami oksidasi di anoda adalah spesi yang potensial oksidasinya terbesar

Elektroda dalam sel elektrolisis terbagi menjadi 2 yaitu:

ü  Elektroda inert/tidak aktif (elektroda karbon, platina, dan emas)

ü  Elektroda selain inert/aktif, seperti seng(Zn), tembaga (Cu), dan perak (Ag)

Sel elektrolisis terbagi menjadi 2 yaitu:

ü  Elektrolisis larutan elektrolit

ü  Elektrolisis larutan non elektrolit

Kombinasi antara elektrolit dengan elektroda menghasilkan tiga ketegori penting sel elektrolisis, yaitu:

ü  Elektrolisis larutan dengan elektroda inert

ü  Elektrolisis larutan dengan elektroda aktif

ü  Elektrolisis leburan dengan elektroda inert

a.    Reaksi Reduksi pada Katode

1.      Ion-ion dari golongan IA, IIA, Al³⁺, dan Mn²⁺

Ion-ion tersebut dalam bentuk larutan tidak akan tereduksi, karena yang mengalami reduksi yaitu H₂O menjadi H₂ dan OH^-. Ion-ion tersebut akan tereduksi jika dalam bentuk lelehan atau leburan(cairan) elektrolit tanpa ada air.

2H₂O_(l) + 2e^-  H_2(g) + 2OH^-_(aq)

2.      Ion-ion logam lain

Ion-ion logam bermuatan positif akan mengalami reduksi pada katode.

Mn⁺ + ne^-  M

3.      Ion H⁺ (asam)

2H⁺ + 2e^-  H₂

b.    Reaksi Oksidasi pada Anode

1.      Ion-ion F^-, Cl^-, Br^-, dan I^-

Jika elektrode anode terbuat dari logam Pt, Au, atau C (logam inert), ion negatif seperti F^-, Cl^-, Br^-, dan I^-  yang mengalami oksidasi.

2X^-    X₂ + 2e^-

2.      Elektrode selain logam inert

 Jika elektrode anode terbuat dari logam aktif (selain logam Pt, Au, atau C), yang mengalami oksidasi yaitu elektrode tersebut.

M  Mn⁺ + ne^-

3.      Ion-ion SO₄^2-, NO₃^-, dan PO₄^3-

Jika elektrode anode terbuat dari logam Pt, Au, atau C (logam inert) dan ion negatif mengandung atom O (anion sisa asam oksi), seperti SO₄^2-, NO₃^-, dan PO₄^3-, maka yang mengalami oksidasi yaitu air (H₂O).

2H₂O_(l)  O_2(g) + 4 H⁺_(aq) + 4 e^-

4.      Ion OH^- (basa)

Reaksi oksidasi ion basa sebagai berikut

4OH^-  2H₂O + O₂ + 4 e^-

Faktor yang Mempengaruhi Proses Elektrolisis

ü  Jenis elektroda yang digunakan

ü  Kedudukan ion dalam elektrokimia

ü  Kepekatan ion

Persamaan dan Perbedaan Sel Elektrolisis dengan Sel Volta

Elektrolisis	Sel Volta
Pada Katode :  tempat terjadi reduksi                        bermuatan (-)	Pada Katode :  tempat terjadi reduksi                        bermuatan (+)
Pada Anode :  tempat terjadi oksidasi                        bermuatan (+)	Pada Anode :  tempat terjadi oksidasi                        bermuatan (-)
Perubahan dari listrik ke kimia	Perubahan dari kimia ke listrik

Penggunaan Elektrolisis dalam Industri

a.       Produksi Zat

Elektrolisis larutan NaCl menghasilkan NaOH di katode dan Cl₂ di anode

    NaCl_(aq)  Na⁺ _(aq)+ Cl^-_(aq)

Katode              :   2H₂O_(l) + 2e^-  H_2(g) + 2OH^-_(aq)

Anode               :   2Cl^-_(l)  Cl_2(g) + 2e^-

                                                                                                                                                             +

    2H₂O_(l) + 2Cl^-_(aq)  H_2(g) + 2OH^-_(aq) + Cl_2(g)

Reaksi rumus    :   2H₂O_(l) + 2NaCl_(aq)  H_2(g) + 2NaOH_(aq) + Cl_2(g)

b.      Pemurnian Logam

Tembaga dimurnikan secara elektrolisis. Tembaga kotor dijadikan anode, sedangkan katode digunakan tembaga murni. Larutan elektrolit yang digunakan adalah larutan CuSO₄. Selama elektrolisis tembaga dari elektrolisis terus menerus dilarutkan kemudian diendapkan pada katode.

     CuSO_4(aq)  Cu²⁺_(aq)+ SO₄^2-_(aq)

Katode              :  Cu²⁺_(aq) + 2e^-  Cu_(s)

Anode               :  Cu_(s)  Cu²⁺_(aq) + 2e^-

                                                                                                                                    +

Cu_(s) (anode)  Cu_(s) (katode)                                                                                                                                                                                     

c.       Penyepuhan (elektroplating)

Digunakan untuk melindungi logam terhadap korosi atau untuk memperbaiki penampilan. Contoh, penyepuhan sendok dari besi dengan perak. Sendok sebagai katode dan perak murni sebagai anode. Larutan elektrolitnya adalah larutan perak nitrat (AgNO₃). Pada katode, akan terjadi pengendapan perak, sedangkan di anode, perak terus menerus larut. Konsentrasi ion Ag⁺ dalam larutan tidak berubah.

Katode (Fe)      :  Ag⁺_(aq) + e^-  Ag_(s)

Anode   (Ag)      :  Ag_(s)  Ag⁺_(aq) + e^-

                                                                                                                                                            +

               Ag_(s) (anode)  Ag_(s) (katode)

Tujuan

Mempelajari perubahan-perubahan yang terjadi pada elektrolisis larutan Natrium Sulfat (Na₂SO₄), Kalium Iodida (KI), dan Tembaga (II) Sulfat (CuSO₄).

Alat dan Bahan

1.      Tabung berbentuk huruf U       (1 buah)           10. Larutan Na₂SO₄  0,5 M       (50 ml)

2.      Elektrode karbon                       (2 buah)           11. Larutan Fenolplatein           (3 tetes)

3.      Kabel 1 m                                 (1 buah)           12. Larutan KI  0,5 M              (50 ml)

4.      Penjepit buaya                          (4 buah)           13. Kertas lakmus        

5.      Baterai 1,5 V                            (4 buah)           14. Larutan tepung                   (2 tetes)

6.      Statif dan klem                          (1 buah)           15. Lempeng tembaga

7.      Tabung reaksi                           (4 buah)           16. Larutan CuSO₄  0,5 M        (50 ml)

8.      Pipet tetes                                 (2 buah)

9.      Gelas kimia 100 ml                   (3 buah)

Cara Kerja Elektrolisis Larutan Na₂SO₄

1.      Pasanglah alat elektrolisis seperti gambar

2.      Tambahkan tiga tetes indikator universal dalam 50 ml larutan Na₂SO₄ 0,5  M

3.      Masukkan larutan itu dalam tabung elektrolisis

4.      Tutuplah sakelar hingga terjadi aliran listrik dalam kedua elektrode

5.      Tunggulah beberapa saat sampai terjadi perubahan. Catatlah perubahan yang terjadi

Hasil Pengamatan

Larutan Na2SO4	Cairan dalam ruang	Perubahan sebelum elektrolisis	Perubahan selama elektrolisis
	Anode	Tidak terjadi perubahan warna (tetap berwarna pink/ungu) dan terdapat gelembung di sekitar elektrode	Tidak terjadi perubahan warna (tetap berwarna pink/ungu)
	katode	Tidak terjadi perubahan warna (tetap berwarna pink/ungu) dan terdapat gelembung di sekitar elektrode	Berubah warna menjadi bening

Pertanyaan

1.      Berdasarkan perubahan warnanya, perkirakan zat yang terbentuk di anode dan di katode (asam atau basa)

Jawaban :  anode (+) bersifat asam

                katode (-) bersifat basa

2.      Seandainya elektrolisis itu menghasilkan gas Hidrogen dan Oksigen. Tulislah persamaan reaksi yang terjadi di anode dan di katode.

                Na₂SO_4(aq)  2Na⁺ _(aq)+ SO₄^2-_(aq)

Katode              :   2H₂O_(l) + 2e^-  H_2(g) + 2OH^-_(aq)

Anode               :   2H₂O_(l)  O_2(g) + 4 H⁺_(aq) + 4 e^-

                                                                                                                                         +

Reaksi sel          :   2H₂O_(l)  O_2(g) + 2H_2(g)

Cara Kerja Elektrolisis KI

1.      Lakukan elektrolisis terhadap larutan KI 0,5 M hingga terjadi perubahan di kedua elektrode

2.      Dengan menggunakan pipet tetes masukkan larutan dari tabung anode dan katode ke dalam masing-masing tabung reaksi

3.      Tambahkan 3 tetes larutan fenolplatein pada tabung reaksi yang berisi larutan dari tabung anode dan katode.

4.      Ulangi cara kerja ke 3 dengan mengganti fenolplatein dengan larutan amilum (tepung)

5.      Catatlah perubahan yang terjadi pada kedua tabung reaksi

6.      Ulangi kegiatan 2,3 dan 4 dengan menggunakan larutan pada tabung katode

Hasil Pengamatan

Larutan KI	Cairan dalam ruang	Perubahan selama elektrolisis	Perubahan setelah ditambah Fenolplatein	Perubahan setelah ditambah amilum
	Anode	Perubahan warna menjadi kekuningan	Tidak ada perubahan (tetap)	Endapan tepung berwarna kehitaman
	Katode	Terdapat gelembung-gelembung di sekitar elektrode	Berubah warna menjadi pink atau ungu pekat	Larutan menjadi keruh

 

Pertanyaan

1.      Tulislah persamaan reaksi yang terjadi di anode dan katode

    KI_(aq)  K⁺_(aq)+ I^-_(aq)

Katode              :   2H₂O_(l) + 2e^-  H_2(g) + 2OH^-_(aq)

Anode               :   2I^-_(aq)  I_2(g) + 2e^-

                                                                                                                                                +

Reaksi sel          :   2H₂O_(l) +2I^-_(aq) I_2(g) + H_2(g) + 2OH^-_(aq)

2.      Zat apakah yang terbentuk di anode dan katode?

Jawaban :  anode (+) bersifat asam

                katode (-) bersifat basa

Elektrolisis larutan CuSO₄

Ulangi cara kerja bagian I dan bagian II dengan menggunakan larutan CuSO_4. Elektrode yang digunakan adalah karbon (C)

 

Hasil pengamatan

Larutan CuSO4	Cairan dalam tabung	Perubahan selama elektrolisis	Perubahan setelah ditambah Fenolplatein	Perubahan setelah ditambah amilum
	Anode	Pada elektroda terdapat endapan putih keruh	Warna menjadi biru terang	Warna menjadi biru muda terang
	Katode	Warna larutan menjadi kekuningan, terdapat endapan	Warna menjadi biru keruh keputihan	Biru terang keputihan

Pertanyaan

1.      Tulislah persamaan reaksi yang terjadi di anode dan katode

   CuSO_4(aq)  Cu²⁺_(aq)+ SO₄^2-_(aq)

Katode              :   Cu²⁺_(aq) + 2e^-  Cu_(s)

Anode               :   2H₂O_(l)  O_2(g) + 4 H⁺_(aq) + 4 e^-

                                                                                                                                                            +                                                              Reaksi sel          :   2Cu²⁺_(s) + 2H₂O_(l)  O_2(g) + 4 H⁺_(aq) + 2Cu_(s)

2.      Zat apakah yang terbentuk di anode dan katode?

Jawaban :  anode (+) bersifat asam

                katode (-) bersifat basa

 

Kesimpulan

Dari hasil percobaan, dapat disimpulkan bahwa:

1.      Pada elektrolisis larutan Na₂SO_4,   tidak terjadi perubahan warna pada katode, tetap berwarna pink/ungu yang menandakan bahwa larutan pada katoda bersifat basa, dan terjadi perubahan warna pada anode menjadi bening (tidak berwarna) yang menandakan bahwa larutan bersifat asam

2.      Pada elektrolisis KI, pada anode terjadi perubahan warna menjadi kekuningan, saat ditambah Fenolplatein warna tetap kekuningan dan saat ditambah amilum menjadi berwarna kehitaman. Hal ini membuktikan bahwa larutan pada anode bersifat asam. Sedangkan pada katode saat elektrolisis tidak terjadi perubahan warna, saat ditambah Fenolplatein menjadi berwarna pink/ungu pekat dan saat ditambah amilum larutan menjadi keruh. Hal ini membuktikan bahwa larutan bersifat basa.

3.      Pada elektrolisis CuSO₄, pada elektrode terjadi endapan putih keruh, larutan menjadi biru terang setelah di tambah Fenolplatein dan larutan menjadi biru muda terang setelah di tambah amilum. Hal tersebut terjadi pada anode yang menandakan larutan tersebut bersifat asam. Sedangkan pada katode warna larutan menjadi kekuningan, saat ditambah fenolplatein larutan berwarna biru keruh keputihan dan berwarna biru terang keputihan saat ditambah amilum. Hal tersebut membuktikan bahwa larutan bersifat basa.

4.      Pada katoda Na₂SO₄, dan KI  larutan bersifat basa karena larutan pada katoda yang tereduksi air menghasilkan OH^- dan H₂. Sedangkan pada katoda larutan CuSO₄, tedapat endapan karena Cu²⁺  tereduksi menghasilkan endapan Cu. Pada anoda Na₂SO₄, KI, dan CuSO₄  larutan bersifat asam karena larutan pada anoda yang teroksidasi adalah air menghasilkan H⁺ dan O_2.

Saran

Setelah melakukan percobaan dan sebagai bahan evaluasi, terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan jika melakukan percobaan ini lagi, yaitu:

1.      Zat atau bahan yang akan digunakan dalam percobaan harus benar-benar bagus (tidak kadaluarsa).

2.      Merangkai rangkaian listrik dengan benar agar tidak kekurangan  arus listrik saat melakukan percobaan, karena jika arus listrik kurang maka hasil percobaan tidak maksimal.

Daftar Pustaka

Anis Dyah Rufaida, Waldjinah, dan Erna Tri Wulandari. 2013. PR Kimia untuk SMA/MAKelas XII.     Klaten: Intan Pariwara.

Purba, Michael.2007.Kimia untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga.

www.dindarahmaniar.blogspot.com

www.slideshare.net/waqhyoearryee1/laporan-percobaan-kimia-elektrolisis

www.bestsonysetiawan.wordpress.com/2012/11/04/elektrolis/