Elektrolisis

A. Eksperimen                      : Elektrolisis Tidak Spontan dengan Elektroda Karbon, 

B. Tujuan Penelitian             : Mempelajari elektrolisis suatu zat

C. Dasar Teori                       :

Dalam sel elektrolisis, listrik digunakan untuk melangsungkan reaksi redoks tak spontan. Sel elektrolisis terdiri dari sebuah electrode,elektrolit, dan sumber arus searah.

Elektrolisis air adalah peristiwa penguraian senyawa air (H₂O) menjadi oksigen (O₂) dan gas hidrogen (H₂) dengan menggunakan arus listrik yang melalui air tersebut. Pada katode, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H₂ dan ion hidrokida (OH^-). Sementara itu pada anode, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O₂), melepaskan 4 ion H⁺ serta mengalirkan elektron ke katode. Ion H⁺dan OH^- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.

2H₂O_(l) à  2 H_2(g)  +  O_2(g)

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.

•Spesi yang mengalami reduksi di katoda adalah spesi yang potensial reduksinya terbesar.

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

D. Hipotesis                            :

Pada katode, air, tereduksi menjadi gas H₂ dan ion hidrokida (OH^-). Sementara itu pada anode, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O₂) dan melepaskan 4 ion H⁺ .

E. Alat dan Bahan                :

ü  Pipa U                                     1 buah

ü  Batu baterai                             4 buah

ü  Kabel                                       2 buah

ü  Elektroda karbon                    2 buah

ü  Larutan KI 0,5 M                    secukupnya

ü  Larutan Na₂SO₄ 0,5 M            secukupnya

ü  Amilum                                   3 tetes

ü  Corong                                    1 buah

ü  Pipet                                        1 buah

ü  Lakmus merah dan biru          secukupnya

F. Urutan kerja                     :

  a. Larutan elektrolit Na₂SO

1)  Menyuci, mengelap dan menyiapkan alat dan bahan.

2) Memasang tabung U pada tempat yang sudah disediakan.

3) Mengisi tabung U dengan Na₂SO₄ 0,5 M secukupnya sehingga larutan tidak tumpah saat dimasuki batang karbon

4)  Menjepit 2 batang karbon dengan menggunakan kabel.

5)   Memasukkan 2 batang karbon yang sudah dijepit kedalam masing-masing lubang di pipa U, kemudian menghubungkan kabel dengan rangkaian baterai atau sumber arus listrik. Langkah ini dengan memerhatikan karbon yang berhubungan dengan kutub positif atau kutub negatif baterai, jika berhubungan dengan kutub positif baterai maka karbon menjadi anoda dan jika berhubungan dengan kutub negatif baterai maka karbon tersebut adalah katoda. Kedua karbon harus memiliki muatan yang berbeda.

6)      Melakukan elektrolisis selama 10 menit.

7)      Mengambil batang karbon katoda, lalu memasukkan kertas lakmus merah dan biru ke dalam ruang bagian katoda, perlakuan sama untuk ruang bagian anoda.

8)      Mencatat hasil pengamatan.

b. Larutan elektrolit KI 0,5 M

1)   Menyuci, mengelap dan menyiapkan alat dan bahan.

2)   Memasang tabung U pada tempat yang sudah disediakan.

3)   Mengisi tabung U dengan KI 0,5 M secukupnya sehingga larutan tidak tumpah saat dimasuki batang karbon.

4)   Menjepit 2 batang karbon dengan menggunakan kabel.

5)   Memasukkan 2 batang karbon yang sudah dijepit kedalam masing-masing lubang di pipa U, kemudian menghubungkan kabel dengan rangkaian baterai atau sumber arus listrik. Langkah ini dengan memerhatikan karbon yang berhubungan dengan kutub positif atau kutub negatif baterai, jika berhubungan dengan kutub positif baterai maka karbon menjadi anoda dan jika berhubungan dengan kutub negatif baterai maka karbon tersebut adalah katoda. Kedua karbon harus memiliki muatan yang berbeda.

6)   Melakukan elektrolisis selama 5-7 menit.

7)   Mengambil batang karbon katoda, lalu memasukkan kertas lakmus merah dan biru ke dalam ruang bagian katoda.

8)   Mengambil batang karbon anoda, lalu meneteskan 3-4 tetes amilum untuk ruang bagian anoda.

9)   Mencatat hasil pengamatan.

G. Hasil Pengamatan            :

Elektrolisis Larutan Na2SO4 0,5 M	Elektrolisis Larutan KI 0,5 M
Dalam waktu  :  10 Menit Ruang Anoda -Muncul gelembung-gelembung besar yang menempel pada karbon. -Kertas lakmus merah tetap berwarna merah. -Kertas lakmus biru berubah warna menjadi merah.	Dalam waktu  :  6 Menit Ruang Anoda -Dari karbon, muncul zat cair berwarna merah kecoklatan secara perlahan hingga akhirnya menyeluruh di bagian tabung yang digunakan. -Setelah penambahan amilum sebanyak 4 tetes, muncul warna biru kehitaman di permukaan ruang anoda.
Ruang Katoda -Muncul gelembung-gelembung kecil dan banyak yang muncul secara konstan dan langsung terlepas ke atas. -Kertas lakmus merah berubah warna menjadi biru. -Kertas lakmus biru tetap berwarna biru.	Ruang Katoda -Muncul gelembung-gelembung kecil dan banyak yang muncul secara konstan dan langsung terlepas ke atas. -Kertas lakmus merah berubah warna menjadi biru. -Kertas lakmus biru tetap berwarna biru.

I. Kesimpulan                        :

            a. Sifat larutan pada ruang katoda adalah basa

                Menunjukkan terjadinya reduksi air : 2H₂Oà H₂+ 2OH^-

                    OH^- yang terbentuk menyebabkan sifat basa pada larutan.

                b. Gas yang terjadi pada ruang katoda adalah H₂   (gas hidrogen)

            c. Pada elektrolisis larutan KI pada anoda terjadi oksidasi I^- à I₂
Pada elektrolisis larutan Na₂SO₄ pada anoda terjadi oksidasi 2H₂Oà O₂  +  4H⁺

            d. Persamaan setengah reaksi untuk elektrolisis

                       1. Larutan Na₂SO₄           : Na₂SO₄          à 2Na⁺ + SO₄^2-

                        Katoda (-)                   : 2e^- + 2H₂O    à H₂   +  2OH^-                       

                       Anoda (+)                   : 2H₂O             à O₂ +  4H⁺ +4e^‑                         

                                               

2. Larutan KI                   :  2KI             → 2K⁺ + 2I^-                             

Katoda (-)                    : 2H₂O  + 2e^- → H₂ + 2OH^-

Anoda (+)                    : 2I^-                → I₂ + 2e^-

J.Pertanyaan

Penggunaan elektrolisis :

1.      Pelapisan/ penyepuhan logam.

2.      Pemurnian logam.

3.      Pembuatan senyawa tertentu.

4.      Pembuatan unsur-unsur tertentu.

sumber: LKS Kimia SMA kelas XII MGMP Klaten