PRAKTIKUM SEL ELEKTROLISIS

A.   TUJUAN :

Mengamati reaksi yang terjadi di anode dan katode pada reaksi elektrolisis.

B.   DASAR TEORI :

Sel elektrolisis adalah sel elektrokimia di mana terjadi bentuk perubahan energy listrik menjadi energy kimia.

Dalam sel ini, pada saat arus listrik dialirkan ke dalam larutan elektrolit, akan terjadi pemisahan ion – ion dalam larutan, di mana ion – ion positif (kation) akan mendekati elektroda negative (katoda) dan ion – ion negative (anion) akan mendekati elektroda positif (anoda).

Pada katoda akan terjadi reaksi reduksi ion atau air dan pada anoda akan terjadi oksidasi anion atau air, atau logam elektroda, bergantung pada jenis elektrolit serta anoda yang digunakan.

Sel elektrolisis merupakan kebalikan dari sel volta. Dalam sel elektrolisis, listrik digunakan untuk melangsungkan reaksi redoks tak spontan. Sel elektrolisis terdiri dari sebuah electrode, elektrolit, dan sumber arus searah. Electron memasuki sel elektrolisis melelui kutub negatif (katoda). Spesi tertentu dalam larutan menyerap electron dari katoda dan mengalami reduksi. Sedangkan spesi lain melepas electron di anoda dan mengalami oksidasi.

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.

Sel elektrolisis terbagi menjadi 2, yaitu:

1. Elektrolisis larutan elektrolit.
2. Elektrolisis larutan non elektrolit.

Elektroda dalam sel elektrolisis terbagi menjadi 2, yaitu:

1. Elektroda inert/tidak aktif (elektroda karbon, platina, dan emas)
2. Elektroda selain inert/aktif.

 C.      ALAT DAN BAHAN :

1.      Pipa U.

2.      Tabung reaksi.

3.      Baterai 1,5 V sebanyak 3 buah.

4.      kabel sebanyak 2 buah.

5.      2 elektrode karbon.

6.      2 penjepit buaya.

7.      Pipet tetes.

8.      Statif.

9.      Kertas lakmus merah.

10.  Kertas lakmus biru.

11.  Larutan KI 0,5 M.

12.  Larutan Na₂SO₄ 0,5 M.

13.  Larutan CuSO₄ 0,5 M.

14.  Larutan amilum.

15.  Indikator fenolftalein.

 D.     CARA KERJA :

1.      Siapkan alat dan bahan.

2.      Gunakan jas laboratorium dengan benar.

3.      Cuci peralatan yang akan digunakan, seperti tabung reaksi, pipa U, pipet tetes, dan elektrode.

4.      Lap dengan bersih dan biarkan hingga kering.

5.      Rangkailah alat elektrolisis seperti gambar berikut :

rangkaian sel elektrolisis 

6.   Masukkan larutan KI secukupnya dalam pipa U hingga elektrode bisa tercelup ke dalam larutan tersebut.

7.   Hubungkan elektrode karbon dengan ujung kabel dengan penjepit buaya.

8.   Masukkan elektrode pada bagian kanan dan kiri pipa U hingga tercelup larutan.

9.   Lakukan elektrolisis dengan menghubungkan ujung kabel yang lain dengan baterai 4,5 V. Lakukan elektrolisis selama 10 menit.

10.  Masukkan kertas lakmus merah dan biru ke dalam tabung reaksi yang masih kosong.

11.  Ambil larutan dari katode dengan menggunakan pipet tetes dan masukkan ke dalam tabung reaksi yang telah diisi dengan kertas lakmus.

12.  Ambil beberapa tetes larutan di katode dan masukkan ke dalam tabung reaksi yang masih kosong. Tetesi dengan indikator fenolftalein.

13.  Kemudian masukkan larutan amilum ke dalam tabung reaksi lainnya yang masih kosong.  Tetesi  larutan amilum dengan larutan yang berasal dari anode.

14.  Amati perubahan yang terjadi di masing-masing tabung reaksi.

15.  Catatlah perubahan-perubahan yang terjadi.

16.  Gantilah larutan KI dengan Na₂SO₄ dan CuSO₄.

17.  Ulangi langkah 6-15 dengan teliti dan cermat.

18.  Setelah semuanya selesai, cuci kembali peralatan yang telah digunakan dan rapikan jas laboratorium.

 E.      DATA PENGAMATAN :

Berikut adalah data dari pengamatan elektrolisis yang dilakukan dengan menggunakan elektrode karbon:

JENIS LARUTAN	KATODE	ANODE
KI	Gelembung-gelembung gas	Endapan berwarna kuning
Na2SO4	Gelembung-gelembung gas (banyak)	Gelembung-gelembung gas (sedikit)
CuSO4	Endapan tembaga	Gelembung-gelembung gas

                   

  F.       ANALISIS DATA

   1.      LARUTAN KI

Dalam larutan KI dihasilkan gelembung-gelembung gas pada katode dan endapan berwarna kuning pada anode. Reaksi yang terjadi adalah:

KI_(aq)                K⁺_(aq)  + I^-_(aq)

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

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

Di katode terjadi reaksi reduksi air karena ion K⁺ adalah ion dari logam golongan IA yang termasuk logam memiliki E^o paling negatif sehingga tidak bisa mengalami reduksi. Memang tidak menunjukkan perubahan yang signifikan, tetapi terbentuk gelembung-gelembung yang belum dikenali apa jenisnya.

Sedangkan pada anode terjadi oksidasi I^- menjadi I₂, karena E^o yang bernilai positif. Terbukti bahwa pada larutan di anode yang terelektrolisis tercipta endapan berwarna kuning yang kuning itu sendiri merupakan identitas dari iodin. Pada suhu ruangan, iodin berwujud cair. Serta percobaan untuk membuktikan bahwa iodin benar-benar terbentuk dilakukan pengambilan larutan dari anode dan diteteskan pada amilum, hasilnya positif mengandung iodin karena mengubah amilum menjadi ungu kehitam-hitaman.

   2.      LARUTAN Na₂SO₄

Dalam larutan Na₂SO₄ dihasilkan banyak gelembung gas pada katode dan sedikit gelembung gas pada anode. Reaksi yang terjadi adalah:

Na₂SO₄             2Na⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

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

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

Pada katode, yang seharusnya direduksi adalah ion Na⁺. Karena logam Na adalah logam golongan IA yang memiliki E^o yang sangat negatif, maka yang tereduksi adalah air. Reaksi yang terjadi seperti tercantum pada reaksi di atas.

Sedangkan pada anode, juga terjadi oksidasi air karena anion larutan yang dielektrolisis merupakan anion oksi.

   3.      LARUTAN CuSO₄

Dalam larutan CuSO₄ dihasilkan endapan tembaga pada katode dan sedikit gelembung gas pada anode. Reaksi yang terjadi adalah:

CuSO₄           Cu²⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

K :  Cu²⁺_(aq) + 2e^-          Cu_(s)

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

Pada katode, tidak terjadi reduksi air karena ion yang ada di katode bukan merupakan ion dari logam golongan utama, selain itu elektrode yang digunakan juga elektrode yang inert.  Maka, yang tereduksi adalah Cu²⁺ sendiri.

Pada anode dihasilkan gas oksigen dan ion-ion H⁺ sebagai produk dari oksidasi air. Oksidasi air terjadi karena anion pada anode merupakan anion dari asam oksi yang tidak dapat dioksidasi.

  G.     KESIMPULAN :

      1.      Pada anode mengalami reaksi oksidasi.

      2.      Pada katode mengalami reaksi reduksi.

      3.      Reaksi reduksi oksidasi selalu terjadi bersamaan      

      4.      Jenis elektroda mempengaruhi reaksi yang terjadi dalam sel elektrolisis.