ELEKTROLISIS
Elektrolisis adalah penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik. Pada sel
elektrolisis. Reaksi kimia akan terjadi jika arus listrik dialirkan melalui
larutan elektrolit, yaitu energi listrik (arus listrik) diubah menjadi energi
kimia (reaksi redoks). Tiga ciri utama, yaitu: 1.Ada larutan elektrolit yang
mengandung ion bebas. Ion-ion ini dapat memberikan atau menerima elektron
sehingga electron dapat mengalir melalui larutan. 2. Ada sumber arus listrik
dari luar, seperti baterai yang mengalirkan arus listrik searah (DC) 3. Ada 2
elektroda dalam sel elektrolisis Elektroda yang menerima elektron dari sumber
arus listrik luar disebutKat oda, sedangkan elektoda yang mengalirkan elektron
kembali ke sumber arus listrik luar disebutAnoda. Katoda adalah tempat terjadinya
reaksi reduksi yang elektrodanya negative (-) dan Anoda adalah tempat
terjadinya reaksi oksidasi yang elektrodanya positive (+) 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.
C (Coulomb) adalah satuan muatan listrik, dan 1 C adalah muatan yang
dihasilkan bila arus 1 A (Ampere) mengalir selama 1 s. Tetapan fundamental
listrik adalah konstanta Faraday F, 9,65 x104 C, yang didefinisikan sebgai
kuantitas listrik yang dibawa oleh 1 mol elektron. Dimungkinkan untuk
menghitung kuantitas mol perubahan kimia yang disebabkan oleh aliran arus
listrik yang tetap mengalir untuk rentang waktu tertentu.
Hantaran listrik melalui larutan elektrolit dapat dianggap sebagai aliran
electron. Jadiapabila electron telah dapat mengalir dalam larutan elektrolit
berarti listrik dapat mengalir dalam larutan tersebut. Elektron berasal dari
kutub katode atau kutub negatif. Sedangkanpada anode melepaskan ion positip dan
membentuk endpan pada logam katode. Di dalamlarutan terurai proses: CuSO4 Cu2+
+ SO42- Ion Cu2+ ini akan berpindah menuju keping katode sedangkan ion SO42-
akanmenuju keping anode. Lama-lama keping katode ini akan timbul endapan dan
terjadiperubahan massa. Massa ini dapat dihitung dengan cara :
G = a . I . t
Dimana:
G = jumlah endapan
tembaga Cu (gram) a = tara kimia listrik (gr/ampere.jam)I = kuat arus listrik
(ampere) t = lamanya pengaliran arus (jam)
Untuk tembaga nilai a
= 1,186 gr/ampere.jam, karena G telah dapat diketahui maka I arusdapat
diperoleh dengan:
I = G/at
Kegunaan sel
Elektrolisis
1. Pembuatan Gas di Laboratorium Sel elektrolisis banyak digunakan dalam
industri pembuatan gas misalnyapembuatan gas oksigen, gas hydrogen, atau gas
klorin. Untuk menghasilkan gasoksigen dan hydrogen, Anda dapat menggunakan
larutan elektrrolit dari kationgolongan utama (K+,Na+) dan anion yang
mengandung oksigen (So42-,, NO3-)dengan electrode Pt atau karbon. Reaksi
elektrolisis yang mengahsilkan gas,misalnya elektrolisis larutan Na2SO4
menggunakan electrode karbon.
Reaksi yang
terjadi : Na2SO4 (aq) 2Na+ (aq) + SO42- Katode (C) : 2H2O (l) +2e-
2OH- (aq) +H2 (g) Anode (C) : 2H2O (l) 4e- + 4H+ +O2 (g)
Karena pada katode dan anode yang bereaksi adalah air,
semakin lama air semakin berkurang sehingga perlu ditambahkan. Perlu diingat
bahwa walaupunyang bereaksi air, tidak berarti elektrolit Na2SO4 tidak
diperlukan. Elektrolit iniberguna sebagai penghantar arus listrik.
2. Proses penyepuhan sutu logam emas, perak,atau nikel, bertujuan menutupi
logam yangpenampilannya kurang baik atau menutupilogam yang mudah berkarat.
Logam-logamini dilapiasi dengan logam lain yangpenampilan dan daya tahannya
lebih baik agar tidak berkarat. Misalnya mesinkendaraan bermotor yang terbuat
dari bajaumumya dilapisi kromium agar terhindar dari korosi . Beberapa alat
rumah tanggajuga disepuh dengan perak sehingga lebihawet dan penampilannya
tampak lebih baik.Badan sepede titanium dilapisi titanium oksida (TiO2)yang
bersifat keras dantidak dapat ditembus oleh oksigen atau uap air sehingga
terhindar dari reaksioksida yang menyebabkan korosi.Prinsip kerja proses
penyepuhan adalah penggunaan sel dengan elektrolit larutandan electrode
reaktif. Contoh jika logam atau cincin dari besi akan dewlaps emasdigunakan
larutan elektrolit AuCl3(aq). Logam besi (Fe) dijadikan sebagai katode,
sedangkan logam emasnya (Au) sebagai anode. Apa yang terjadi jikakedua logam
ini ditukar posisinya?Mengapa? Reaksi yang berlangsung dalam proses penyepuhan
besi dengan emas yaitu :
AuCl3 (aq) Au3+ (aq) +
3Cl- (aq) Katode (cincin Fe) : Au3+ (aq) + 3e- Au (s) Anode (Au) : Au
(s) Au3+ (aq) + 3e-
Proses yang terjadi
yaitu oksidasi logam emas (anode) menjadi Au3+(aq) Kationini akan bergerak ke
katode menggantikan kation Au3+ yang direduksidi katode.Kation Au3+ di katode
direduksi membentuk endapan logam emas yang melapisilogam atau cincin besi.
Proses ini cukup murah karena emas yang melapisi besihanya berupa lapisan
tipis.
3. Proses Pemurnian logam kotor Proses pemurnian logam kotor banyak
dilakukan dalm pertambangan . logamtransisi yang kotor dapat dimurnikan dengan
cara menempatkannya sebagai anodedan logam murni sebagai katode. Elektrolit
yang digunkan adalah elektrolit yangmengandung kation logam yang dimurnikan.
Contoh : prose pemurnian nikelmenggunakan larutan NiSO4 . niukel murni
digunkan sebagai katode, sedangkannikel kotor (logam yang dimurnikan )
digunakan sebagai anode. Reaksi yang terjadi, yaitu:
NiSO4 (aq) Ni2+ (aq) +
SO42- (aq) Katode (Ni murni) : Ni2+ (aq) + 2e- Ni (s) Anode ( Ni
kotor) : Ni (s) Ni2+ (aq) + 2e-
Logam nikel yang kotor
pada anodedioksidasi menjdi ion Ni2+. Kemudian, ionNi2+ pada katode direduksi
membentuk logam Ni dan bergabung dengan katode yang merupakan logam murni.
Kation Ni2+di anode bergerak ke daerah katodemenggantikan kation yang
direduksi. Untuk mendapatkan logam nikel murni(di katode)harus ada penyaringan
sehinggga kotoran(tanah, pasir danlain-lain) hanya berada dianode dan tidak
berpindah ke katodesehingga daerah di katode merupakan daerah yang bersih.
