Elektrolisis : Pengertian, Susunan, Reaksi, Contoh Soal, Kegunaan

Elektrolisis : Pengertian, susunan, reaksi, contoh soal, kegunaan – Pernahkah anda melihat di sebuah toko perhiasan ada cincin dari bahan tembaga yang dilapisi dengan emas? Ternyata proses pelapisan cincin tersebut menggunakan teknik elektrolisis, untuk lebih memahami tentang elektrolisis simak penjelasan dibawah ini.

Pengertian Elektrolisis

Elektrolisis adalah peristiwa reaksi penguraian atau dekomposisi larutan elektrolit oleh arus listrik searah. Dalam elektrolisis terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kimia, energi listrik disini berfungsi untuk mengubah reaksi redoks tidak spontan yang berada di larutan menjadi reaksi redoks spontan. Alat yang digunakan untuk melakukan proses elektrolisis disebut dengan sel elektrolisis.

Ketika arus listrik dialirkan kedalam larutan elektrolit melalui suatu elektrode, maka ion-ion negatif yang berada di larutan akan bergerak ke kutub anode (positif) menjadi zat netral, demikian juga dengan ion-ion positif akan bergerak ke kutub katode (negatif) menjadi zat netral juga.

pengertian elektrolisis

Baca Juga : Sel Volta : Pengertian, Rangkaian, Notasi, Potensial Elektrode, Contoh

Susunan Sel Elektrolisis

Untuk membuat sel elektrolisis diperlukan alat-alat sebagai berikut :

  1. Wadah : berupa bejana yang terbuat dar kaca sebagai tempat larutan elektrolit.
  2. Elektrode : tempat terjadinya reduksi atau oksidasi, merupakan konduktor seperti : Platina (Pt), karbon (C), tembaga (Cu), besi (Fe), perak (ag). Elektrode terdiri dari :
    • Anode : elektrode positif (+) tempat terjadinya reaksi oksidasi.
    • Katode : elektrode negatif (-) tempat terjadinya reaksi reduksi.
  3. Elektrolit : zat yang dapat terdisosiasi menjadi ion-ion dan dapat menghantarkan arus listrik. Elektrolit ini bisa dalam bentuk lelehan/leburan/cairan atau dalam bentuk larutan.
    • Elektrolit kuat : terdiri dari asam kuat, basa kuat dan garam mudah larut.
      • Contoh : H2SO4, HCl, HNO3, KOH, NaOH, Ca(OH)2, AlCl3, K2SO4.
    • Elektrolit lemah : terdiri dari asam lemah dan basa lemah
      • Contoh : CH3COOH, NH4OH.
  4. Sumber arus listrik : berupai baterai atau accu.
  5. Kawat penghantar
susunan sel elektrolisis
Susunan Sel Elektrolisis

Reaksi Elektrolisis

Untuk menentukan reaksi elektrolisis di katode dan anode kita bisa menggunakan rumus : KNAP – KRAO artinya Katode Negatif Anode Positif Katode Reduksi Anode Oksidasi.

Reaksi Elektrolisis di Katode

  • Apabila yang di elektrolisis dalam bentuk larutan.
    • Jika larutan mengandung ion logam aktif, maka yang tereduksi adalah air karena potensial reduksi air lebih besar dari potensial reduksi logam aktif. Air tersebut akan tereduksi menghasilkan gas hidrogen.
      • Ion logam aktifnya adalah : golongan IA → Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Golongan IIA → Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, dan ion Al3+, Mn2+.
      • Reaksi : 2 H2O (l) + 2e → H2 (g) + 2 OH (aq)
    • Jika larutan mengandung ion logam lain maka yang tereduksi adalah logam itu sendiri.
      • Ion logam lainnya (Mx+) adalah : Zn2+, Cr3+, Fe2+, Fe3+, Cd2+, Co2+,Co3+, Ni2+, Sn2+, Sn4+, Pb2+, Pb4+, Cu+, Cu2+, Hg+, Hg2+, Ag+, Pt4+, Au+, Au4+.
      • Reaksi : Mx+ (aq) + xe → M (s)
    • Jika larutannya adalah asam (mengandung ion H+), maka ion H+ direduksi menjadi gas H2.
      • Contoh larutan asam : HCl, H2SO4, HNO3, dan sebagainya.
      • Reaksi : 2 H+ (aq) + 2e → H2 (g)
  • Apabila yang dielektrolisis dalam leburan/lelehan/cairan.
    • Maka reaksi di katodenya adalah ion logamnya (Lx+).
      • Reaksinya : Lx+ (l) + xe → L (s)

Reaksi Elektrolisis di Anode

Untuk menentukan reaksi di anode, maka kita harus tahu terlebih dahulu anode tersebut inert atau tidak.

  • Elektrode inert : elektrode yang sukar atau bahkan tidak bisa teroksidasi ketika proses elektrolisis.
    • Contoh : platina (Pt), karbon (C), emas (Au)
  • Elektrode tak inert : elektrode yang akan teroksidasi ketika proses elektrolisis berlangsung.
    • Contoh : besi (Fe), tembaga (cu), seng (Zn), timbal (Pb) dan seterusnya.
  • Jika elektrode yang digunakan inert
    • Larutan yang mengandung ion OH (basa), maka ion OH tersebut akan teroksidasi menghasilkan gas O2.
      • Reaksi : 4 OH (aq) → 2 H2O (l) + O2 (g) + 4e
    • Jika anion mengandung sisa asam oksi (anion yang mengandung atom oksigen) maka yang teroksidasi adalah H2O menjadi gas O2.
      • Contoh anion sisa asam oksi : SO42-, NO3, ClO3, dan sebagainya.
      • Reaksi : 2 H2O (l) → 4 H+ (aq) + O2 (g) + 4e
    • Jika anion bukan sisa asam oksi (X) (anion yang tidak mengandung oksigen) maka yang teroksidasi adalah ion tersebut menjadi unsurnya atau gasnya.
      • Contoh anion bukan asam oksi : Cl, Br, I, CN, S2-
      • Reaksi : 2 X (aq) → X2 (g) + 2e
  • Jika elektrode yang digunakan tak inert (L)
    • Maka yang teroksidasi adalah logam itu sendiri
    • Reaksi : L (s) → Lx+ (aq) + xe
reaksi elektrolisis
Reaksi Elektrolisis

Baca Juga : Korosi : Pengertian, Faktor, Proses, Pencegahan

Contoh Soal Elektrolisis

Tuliskan persamaan reaksi pada saat proses elektrolisis :

  1. Elektrolisis larutan Na2SO4 dengan elektrode C
  2. Elektrolisis larutan CuCl2 dengan elektrode Pt
  3. Elektrolisis larutan H2SO4 dengan elektrode Cu
  4. Elektrolisis leburan NaCl dengan elektrode C

Penyelesaian :

1. Na2SO4 dalam larutan akan terion membentuk kation Na+ dan anion SO42-.

  • Reaksi di katode.

Di katode (-) akan terjadi persaingan antara spesi Na+ dan H2O, karena potensial reduksi H2O lebih besar dibandingkan potensial reduksi Na+, maka H2O akan tereduksi menjadi gas hidrogen.

  • Reaksi di anode

Anode yang digunakan adalah elektrode inert (C), maka untuk menentukan reaksi di anode lihat anionnya. Ion SO42- termasuk anion sisa asam oksi maka yang teroksidasi adalah H2O.

Reaksi ionisasi : Na2SO4 (aq) → 2 Na+ (aq) + SO42- (aq)
K (-) : 2 H2O (l) + 2e → H2 (g) + 2 OH (aq) | x 2
A (+) : 2 H2O (l) → 4 H+ (aq) + O2 (g) + 4e | x 1
——————————————————————– +
Reaksi ion : 6 H2O (l) → 2 H2 (g) + 4 H+ (aq) + 4 OH (aq) + O2 (g)
Reaksi molekul : 2 H2O (l) → 2 H2 (g) + O2 (g)

2. CuCl2 dalam larutan akan terion membentuk kation Cu2+ dan anion Cl.

  • Reaksi di katode

Di katode (-) akan terjadi persaingan antara ion Cu2+ dan H2O, karena potensial reduksi Cu2+ lebih besar dibandingkan potensial reduksi H2O, maka ion Cu2+ akan tereduksi menghasilkan endapan Cu.

  • Reaksi di anode

Anode yang digunakan adalah elektrode inert (Pt), maka untuk menentukan reaksi di anode lihat anionnya. Ion Cl bukan termasuk anion sisa asam oksi maka yang teroksidasi adalah ion Cl menghasilkan gas Cl2.

Reaksi ionisasi : CuCl2 (aq) → Cu2+ (aq) + 2 Cl (aq)
K (-) : Cu2+ (aq) + 2e → Cu (s)
A (+) : 2 Cl (aq) → Cl2 (g) + 2e
——————————————————————– +
Reaksi ion : Cu2+ (aq) + 2 Cl (aq) → Cu (s) + Cl2 (g)
Reaksi molekul : CuCl2 (aq) → Cu (s) + Cl2 (g)

3. H2SO4 dalam larutan akan terion membentuk kation H+ dan anion SO42-.

  • Reaksi di katode

Di katode kutub negatif akan terjadi persaingan antara ion H+ dan H2O, karena potensial reduksi ion H+ lebih besar dibandingkan potensial reduksi H2O, maka ion H+ akan tereduksi menjadi gas H2.

  • Reaksi di anode

Anode yang digunakan adalah elektrode tak inert (Cu), maka elektrode Cu tersebut akan teroksidasi menghasilkan Cu2+.

Reaksi ionisasi : H2SO4 (aq) → 2 H+ (aq) + SO42- (aq)
K (-) : 2 H+ (aq) + 2e → H2 (g)
A (+) : Cu (s) → Cu2+ (aq) + 2e
——————————————————————– +
Reaksi ion : 2 H+ (aq) + Cu (s) → H2 (g) + Cu2+ (aq) (kedua sisi ditambahkan SO42-)
Reaksi molekul : H2SO4 (aq) + Cu (s) → H2 (g) + CuSO4 (aq)

4. Leburan NaCl akan terion membentuk kation Na+ dan anion Cl.

  • Reaksi di katode

Di katode kutub negatif hanya akan terjadi reaksi reduksi ion Na+ menjadi logan Na, karena dalam leburan tidak ada H2O.

  • Reaksi di anode

Anode yang digunakan adalah elektrode tak inert (C), maka ion Cl akan teroksidasi menghasilkan gas Cl2.

Reaksi ionisasi : NaCl (l) → Na+ (l) + Cl (l)
K (-) : Na+ (aq) + e → Na (s) | x 2
A (+) : 2 Cl (aq) → Cl2 (g) + 2e | x 1
——————————————————————– +
Reaksi ion : 2 Na+ (l) + 2 Cl (aq) → 2 Na (s) + Cl2 (g)
Reaksi molekul : 2 NaCl (l) → 2 Na (s) + Cl2 (g)

Kegunaan Elektrolisis

Elektrolisis banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, terutama dalam industri kimia seperti penyepuhan logam (electroplatting), pemurnian logam, sistesis atau pembuatan unsur-unsur tertentu.

Penyepuhan Logam

Proses melapisi suatu logam dengan logam lain agar tidak korosi dan memperbaiki penampilan disebut dengan penyepuhan logam. Tentu saja dengan penyepuhan logam ini nilai jual logam tersebut semakin meningkat.

Dalam proses ini logam yang akan disepuh harus ditempatkan sebagai katode dan logam buat menyepuh harus ditempatkan pada anode. Kemudian kedua logam tersebut harus dicelupkan kedalam larutan yang mengandung ion logam penyepuh kemudian diberi arus listrik.

Contohnya adalah penyepuhan sebuah sendok yang terbuat dari besi (Fe) dengan perak (Ag). Maka sendok ditempatkan pada katode, dan untuk anodenya adalah Ag dengan elektrolitnya AgNO3.

penyepuhan logam

Anode Ag akan teroksidasi menghasilkan ion Ag+ yang larut dalam larutan, kemudian ion Ag+ tersebut akan segera mengendap pada katode. Dengan demikian sendok akan terlapisi oleh perak.

K (-) : Ag+ (aq) + e → Ag (s)

A (+) : Ag (s) → Ag+ (aq) + e

Reaksi sel : Ag (anode) → Ag (katode)

Baca Juga : Penyetaraan Reaksi Redoks (Reaksi Ion)

You may also like...

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *