MATERI

ELEKTROLISIS

a. Sel dan elektrolisis

Dalam sel, reaksi oksidasi reduksi berlangsung dengan spontan, dan energi kimia yang menyertai reaksi kimia diubah menjadi energi listrik. Bila potensial diberikan pada sel dalam arah kebalikan dengan arah potensial sel, reaksi sel yang berkaitan dengan negatif potensial sel akan diinduksi. Dengan kata lain, reaksi yang tidak berlangsung spontan kini diinduksi dengan energi listrik. Proses ini disebut elektrolisis. Pengecasan baterai timbal adalah contoh elektrolisis.

Reaksi total sel Daniell adalah

Zn + Cu²⁺(aq) –> Zn²⁺(aq) + Cu (10.36)

Andaikan potensial lebih tinggi dari 1,1 V diberikan pada sel dengan arah kebalikan dari potensial yang dihasilkan sel, reaksi sebaliknya akan berlangsung. Jadi, zink akan mengendap dan tembaga akan mulai larut.

Zn²⁺(aq) + Cu –> Zn + Cu²⁺(aq) (10.37)

Gambar 10.6 menunjukkan representasi skematik reaksi kimia yang terjadi bila potensial balik diberikan pada sel Daniell. Bandingkan dengan Gambar 10.2.

Gambar 10.6 Electrolisis. Reaksi kebalikan dengan yang terjadi pada sel Daniell akan berlangsung. Zink mengendap sementara tembaga akan melarut.

Bagan Reaksi-reaksi Elektrolisis

Reaksi Pada Katode

Reaksi pada Anode

- ion logam aktif (golongan IA, IIA, Al, dan Mn) yang tereduksi adalah air 2H2O + 2e 2OH- + H2 - kation lainnya yang tereduksi adalah kation itu sendiri Lx+ (aq)+ ne L (s) - ion H+ dari asam direduksi menjadi gas hidrogen (H2) 2H+ + 2e H2 - jika yang dielektrolisis adalah leburan (cairan) elektrolit tanpa air, maka akan diperoleh logam endapan pada permukaan katode (reaksi pada point 2)

- ion-ion yang mengandung atom dengna bilangan oksidasi maksimum, misalnya SO42- atau NO3- yang teroksidasi adalah air 2H2O 4H+ + 4e + O2 - ion-ion halida (X-),dioksidasi menjadi halogen (X2) 2X- X2 + 2e - ion OH- dari basa dioksidasi menjadi gas oksigen (O2) 4OH- 2H2O + 4e + O2 -pada proses penyepuhan dan pemurnian logam, maka yang dipakai sebagai anode adalah suatu logam (buka Pt, C, Au), sehingga anode (logam) mengalami oksidasi dan larut

b. 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.

Hukum elektrolisis Faraday Jumlah zat yang dihasilkan di elektroda sebanding dengan jumlah arus listrik yang melalui sel. Bila sejumlah tertentu arus listrik melalui sel, jumlah mol zat yang berubah di elektroda adalah konstan tidak bergantung jenis zat. Misalnya, kuantitas listrik yang diperlukan untuk mengendapkan 1 mol logam monovalen adalah 96 485 C(Coulomb) tidak bergantung pada jenis logamnya.

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.